JP2888018B2

JP2888018B2 - ダンパーステー

Info

Publication number: JP2888018B2
Application number: JP3472592A
Authority: JP
Inventors: 理定方; 溥三宏牛島; 幸夫杉山; 保志松本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1999-05-10
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JPH05229454A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はダンパーステーに係り、
特に車両のバックドア開閉装置等に使用されるダンパー
ステーに関する。

【０００２】

【従来技術】従来、自動車のバックドアには、ダンパー
ステーが設けられており、バックドアはダンパーステー
の反発力によって開放させるようになっている。

【０００３】図９に示される如く、ダンパーステー１７
０のシリンダー１７２内には、高圧ガス１７４が封入さ
れており、ピストン１７６の受圧面積の差Ｓ１−Ｓ２に
よって、図９の左方向（図９の矢印Ｋ方向）へ反発力を
発生するようになっている。即ち、高圧ガス１７４の圧
力によって、ピストン１７６が図９の矢印Ｋ方向へ移動
し、これと一体的に、ピストンロッド１８０がシリンダ
ー１７２内から押し出され、ピストンロッド１８０に連
結されたバックドア（図示省略）が開放されるようにな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このダ
ンパーステー１７０では、シリンダー１７２内がピスト
ン１７６によって、高圧ガス室１７７と高圧ガス室１７
８とに分割されており、高圧ガス１７４は一定容積Ｖと
されたこれらの高圧ガス室１７７と高圧ガス室１７８に
封じ込められている。従って、高圧ガス１７４の温度が
上昇すると、ボイルの法則より、高圧ガス１７４のガス
圧が高くなり、ダンパーステー１７０の反発力が強くな
る。このため、夏期等の高温時においては、ピストンロ
ッド１８０を押し込みダンパーステー１７０を収縮させ
るのに大きな力が必要となりバックドアが閉め難くな
る。

【０００５】一方、冬期等の低温時においては、高圧ガ
ス１７４の温度が下がり、高圧ガス室１７８のガス圧が
低くなるため、ダンパーステー１７０の反発力が弱くな
る。従って、ダンパーステー１７０の反発力が弱くなり
すぎると、バックドアを開いた状態で保持することが困
難となる。

【０００６】本発明は上記事実を考慮し、温度変化によ
るピストンロッドを押し出す反発力の変化が小さいダン
パーステーを得ることが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、高圧ガスを封入したシリンダと、このシリンダ内を
２つの高圧ガス室に分割するとともにシリンダ内を摺動
するピストンと、このピストンに連結されたピストンロ
ッドと、を有するダンパーステーであって、前記ピスト
ンに設けられ前記２つの高圧ガス室を連通するオリフィ
スと、前記ピストンに前記オリフィスを開閉する方向へ
移動可能に設けられた弁体と、前記ピストンに設けられ
前記弁体が前記オリフィスを開方する方向へ移動する場
合に容積が増加し、前記弁体が前記オリフィスを閉塞す
る方向へ移動する場合に容積が縮小される圧力室と、こ
の圧力室内に封入され外気温度により膨張及び収縮し、
膨張時に前記弁体を前記オリフィス開方向へ移動させる
とともに収縮時に前記弁体を前記オリフィス閉方向へ移
動させるガス体と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１記載の本発明のダンパーステーでは、
ピストンロッドを引き出す場合には、シリンダ内の２つ
の高圧ガス室の圧力差によって弁体が移動してオリフィ
スを開放する。このため、高圧ガスが２つの高圧ガス室
間を移動可能となる。一方、ピストンロッドを押し込む
場合には、２つの高圧ガス室の圧力差によって弁体が移
動してオリフィスを閉塞する方向へ移動しようとする。

【０００９】この場合、温度が上昇して、圧力室に封入
されたガス体が膨張し、ガス圧が所定値以上になると、
ピストンロッドを押し込む場合にも、ガス圧によって、
弁体がオリフィス開方向へ移動しオリフィスが開放状態
となる。これによって、２つの高圧ガス室間で高圧ガス
が移動可能となり、ピストンロッドを押し込むのに大き
な力を必要としない。例えば、このダンパーステーをバ
ックドアに使用した場合には、夏期等の高温時において
もダンパーステーを収縮させるのに大きな力が必要なく
なり、バックドアが閉め易くなる。

【００１０】一方、温度が下がって、圧力室内に封入さ
れたガス体が収縮した場合には、弁体がオリフィス閉方
向へ移動し、オリフィスが閉止状態となる。これによっ
て、２つの高圧ガス室間で、高圧ガスが移動不可能とな
り、高圧ガスの移動によってピストンロッドを押し出す
反発力が低下することがない。

【００１１】このため、例えば、このダンパーステーを
バックドアに使用した場合には、冬期等の低温時におい
ても、バックドアを開いた状態で確実に保持することが
出来る。

【００１２】

【実施例】本発明のダンパーステーの一実施例について
図１〜図７に従って説明する。

【００１３】図４に示される如く、車両のバックドア５
６は一対のヒンジ５７によってボデー５４のルーフ部５
４Ａの後端部に開閉可能に取付けられており、このバッ
クドア５６の車幅方向両端部近傍には、ダンパーステー
１０の一端に設けられた取付部１０Ａが取付けられてい
る。また、ダンパーステー１０の他端に設けられた取付
部１０Ｂはボデー５４の開口縁部に取付けられている。

【００１４】図３に示される如く、ダンパーステー１０
のシリンダ１２は筒状であり、内部には、高圧ガス１４
が封入されている。このシリンダ１２の内部には、ピス
トンロッド２０が挿入されており、ピストンロッド２０
の端部には設けられたピストン１８がシリンダ１２に慴
動自在に嵌合されている。

【００１５】ピストンロッド２０は、高圧ガス１４によ
ってシリンダ１２の一端１２Ａから図３の左方向（図３
の矢印Ａ方向）に突出するように付勢されている。シリ
ンダ１２とピストンロッド２０の間には高圧ガス１４を
外部へ漏らさないためにシール部３０、３２、３４、３
６が設けられている。シリンダ１２の他端部１２Ｂに
は、ピストンロッド２０がシリンダ１２内に押し込まれ
るときの衝撃を緩和させるためのバネ３８が設けられて
いる。

【００１６】ワイヤ４２がシリンダ１２の他端部１２Ｂ
の断面中心からダンパーステー１０内に挿通されてお
り、ワイヤ４２の端部がピストン１８とピストンロッド
２０の断面中心に設けられた空洞部４４の最奥部４６に
固定されている。

【００１７】なお、シリンダ１２内に封入されている高
圧ガス１４が漏れないようにシールする必要があるた
め、ワイヤ４２は筒状のワイヤガイド４８を介してダン
パーステー内に挿通されている。このワイヤガイド４８
の内側は大気と通じているとともに、外側は空洞部４４
に備えられるシール部５０と慴動自在となっている。

【００１８】即ち、ワイヤガイド４８はシリンダ１２の
他端部１２Ｂの内側にシール部５２でシールされた状態
で固定され、空洞部４４に余裕をもって嵌合され、空洞
部４４との間はシール部５０でシールされている。従っ
て、ワイヤガイド４８の内側から空洞部４４のシール部
５０に至る空間は大気空間となり、ワイヤ４２は大気空
間のみに存在することになる。

【００１９】シリンダ１２の内部はピストン１８によっ
て、端部１２Ａ側の高圧ガス室２２と、他端部１２Ｂ側
の高圧ガス室２４とに分割されている。

【００２０】図１に示される如く、ピストン１８の内部
には、ピストン１８の軸線方向（図１の左右方向）へ延
びるリング状の空洞２１が形成されており、この空洞２
１はピストン１８の壁部１８Ａの中央部に穿設された貫
通孔１９によって高圧ガス室２４と連通されている。ま
た、シリンダ１２には、この空洞２１と高圧ガス室２２
とを互いに連通するオリフィス２６が形成されている。

【００２１】空洞２１内には、弁体としての小ピストン
２７がオリフィス２６方向（図１の矢印Ａ方向）と壁部
１８Ａ方向（図１の矢印Ｂ方向）とへ移動可能に設けら
れている。また、小ピストン２７の外周部と空洞２１と
の間には、高圧ガス１４が移動可能な隙間２８が形成さ
れており、小ピストン２７のオリフィス２６と対向する
部位には、シールゴム２９が接着されている。従って、
シールゴム２９がオリフィス２６と当接している状態
（図１の状態）では、オリフィス２６は閉じられてお
り、高圧ガス室２２と高圧ガス室２４とが遮断されてい
る。一方、シールゴム２９がオリフィス２６と離間して
いる状態（図２の状態）では、オリフィス２６は開放さ
れており、高圧ガス室２２と高圧ガス室２４とが連通さ
れている。

【００２２】空洞２１の高圧ガス室２２側には、リング
状の小径部２１Ａが形成されており、この小径部２１Ａ
には、小ピストン２７に突出されたリング状の小径部２
７Ａが挿入されている。小ピストン２７の小径部２７Ａ
の外周部は、空洞２１の小径部２１Ａの内周部と気密状
態となっており、空洞２１の小径部２１Ａの高圧ガス室
２２側端部は、小ピストン２７の移動によって容積が変
化する圧力室３１とされている。

【００２３】この圧力室３１には、ガス体３３が封入さ
れており、膨張時には小ピストン２７をオリフィス２６
開方向（矢印Ｂ方向）へ移動させるとともに、収縮時に
は小ピストン２７をオリフィス２６閉方向（矢印Ａ方
向）へ移動させるようになっている。また、ピストン１
８の壁部１８Ａと小ピストン２７との間には、コイルば
ね３５が挿入されており、このコイルばね３５の力Ｆ
は、所定温度Ｔ（例えば０°Ｃ）で圧力室３１のガス圧
Ｐとつりあうように設定されている。

【００２４】図５に示される如く、一端をピストンロッ
ド２０に固定されたワイヤ４２は、ルーフサイドインナ
５８、サスタワー６０、フロア６２に沿ってロアバック
６４まで延ばされたワイヤガイドチューブ４３内を貫通
し、ロアバック６４に設けられたワイヤ駆動装置６６に
接続されている。

【００２５】図６に示される如く、ワイヤ駆動装置６６
は、ロアバック６４にビス６７によって固定されたブラ
ケット６９に固定されたモータ６８と、このモータ６８
の駆動軸６８Ａに連結されたギア群７０から構成されて
おり、このギア群７０の最終減速出力部であるドライブ
ギア７２の駆動軸７２Ａにはプーリ７４が固定されてい
る。このプーリ７４の外周部には、ワイヤ４２の他の一
方の端部が固定されており、ボデー５４の左右に設けら
れるダンパーステー１０（図４参照）から延びてくる左
右のワイヤ４２を同時に巻き取ることと、送り出すこと
ができるようになっている。また、ワイヤガイドチュー
ブ４３の端部４３Ａは、ブラケット６９に溶着されたワ
イヤガイドチューブ支持ブラケット７３、７５に固定さ
れている。

【００２６】従って、プーリ７４を図６の反時計回転方
向（図６の矢印Ｃ方向）へ回転させると、左右のワイヤ
４２を同時に送り出すことができ、これによって、ピス
トンロッド２０はシリンダ１２から押し出され、バック
ドア５６を開放させるようになっている。逆に、プーリ
７４を図６の時計回転方向（図６の矢印Ｄ方向）へ回転
させると、左右のワイヤ４２を同時に巻き取ることがで
き、これによって、ピストンロッド２０はシリンダ１２
内に押し込まれ、バックドア５６を閉塞させるようにな
っている。

【００２７】次に本実施例の作用について説明する。本
実施例では、バックドア５６を開放する場合には、乗員
が、例えば、車室内に設けられたバックドア開放スイッ
チを押圧操作する。これによって、モータ６８が作動し
プーリ７４が図６の矢印Ｃ方向へ回転して、ワイヤ４２
を送り出す。ワイヤ４２が送り出されると、バックドア
５６は、ダンパーステー１０の反発力によって開放作動
を開始し開放状態となる。

【００２８】また、本実施例のダンパーステー１０で
は、ピストン１８の壁部１８Ａと小ピストン２７との間
に挿入されたコイルばね３５の力Ｆが、設定温度Ｔ（例
えば０°Ｃ）で圧力室３１のガス圧Ｐとつりあうように
設定されている。このため、温度Ｔが０°Ｃより低い場
合には、ボイルの法則によって、圧力室３１のガス圧Ｐ
がコイルばね３５の力Ｆよりも小さくなるため、ピスト
ン１８は図１の矢印Ａ方向へ移動する。この移動によ
り、圧力室３１のガス圧Ｐは上昇するため、ピストン１
８は、圧力室３１のガス圧Ｐ＋ΔＰとコイルばね３５の
力Ｆとがつりあったところで静止する。ここで、この移
動により、ピストン１８に接着されたシールゴム２９が
オリフィス２６を閉塞すると、高圧ガス室２２と高圧ガ
ス室２４とが遮断された状態となる。

【００２９】このオリフィス２６の閉塞がダンパーステ
ー１０の最伸時に生じた場合には、ダンパーステー１０
を収縮させると、ボイルの法則により高圧ガス室２４の
圧力は上昇し、高圧ガス室２２の圧力は低下する。この
ため、少ピストン２７は、さらに図１の矢印Ａ方向へ移
動しようとするため、シールゴム２９によるオリフィス
２６の閉塞は継続され、この閉塞により、ダンパーステ
ーの反発力が上がり、ダンパーステー１０の収縮は閉塞
のない時よりも収縮しずらくなる。

【００３０】従って、冬期等の低温時においても、バッ
クドア５６を開いた状態で確実に保持することが出来
る。

【００３１】次に、オリフィス２６の閉塞がダンパース
テー１０の最縮時に生じた場合には、ダンパーステー１
０の最縮状態から、ダンパーステー１０を伸ばすと、即
ち、ピストン１８を図３の矢印Ａ方向へ移動すると、高
圧ガス室２２の圧力が上昇し、高圧ガス室２４の圧力が
低下する。これによって、小ピストン２７を図１の矢印
Ｂ方向へ移動させようとする力Ｗが発生し、この力Ｗ
は、圧力室３１のガス圧Ｐと、高圧ガス室２２と高圧ガ
ス室２４との圧力差ΔＰとの和（Ｐ＋ΔＰ）によって発
生する。この力Ｗがコイルばね３５の力Ｆに打ち勝つ
と、小ピストン２７は図１の矢印Ｂ方向へ移動し、オリ
フィス２６が開放される。

【００３２】オリフィス２６が開放されと、高圧ガス室
２２と高圧ガス室２４とは同圧力となり、また、小ピス
トン２７が図１の矢印Ａ方向へ移動し、オリフィス２６
が閉塞される。さらに、ダンパーステー１０を伸ばす
と、また、高圧ガス室２２の圧力が高圧ガス室２４の圧
力より高くなり、小ピストン２７は図１の矢印Ｂ方向へ
移動し、オリフィス２６が開放される。

【００３３】このように、オリフィス２６の閉塞と開放
が繰り返されて、ダンパーステー１０が伸びきった状態
となり、この時の高圧ガス室２２の圧力と高圧ガス室２
４の圧力は略等しい状態となっている。

【００３４】また、ダンパーステー１０が最伸状態と最
縮状態との間にある場合に、ダンパーステー１０が収縮
されると、ボイルの法則により高圧ガス室２４の圧力は
上昇し、高圧ガス室２２の圧力は低下する。従って、少
ピストン２７は、図１の矢印Ａ方向へ移動しようとする
ため、シールゴム２９によるオリフィス２６の閉塞は継
続され、この閉塞により、ダンパーステーの反発力が上
がり、ダンパーステー１０の収縮は閉塞のない時よりも
収縮しずらくなる。さらに、その後、ダンパーステー１
０を伸ばすと、オリフィス２６の閉塞と開放が繰り返さ
れて、ダンパーステー１０が伸びた状態となる。

【００３５】このように、本実施例のダンパーステー１
０では、設定温度Ｔよりも温度が下がると、ダンパース
テー１０の反発力が高くなり、冬期等の低温時において
も、ダンパーステー１０の反発力が低下することを防止
することができる。

【００３６】この結果、図７に示される如く、従来構造
のダンパーステーでは、夏期等の高温時の反発力特性Ｈ
１と冬期等の低温時の反発力特性Ｈ２の差が大きくなる
のに対して、本実施例のダンパーステー１０では、圧力
室３１のガス圧Ｐとコイルばね３５の力Ｆとの設定の仕
方により、冬期等の低温時の反発力特性が図７のＨ３あ
るいはＨ４のように、従来構造のダンパーステーの反発
特性Ｈ２より高くなる。この結果、夏期等の高温時の反
発力特性Ｈ１との差が縮まる。

【００３７】従って、冬期等の低温時の反発力の低下を
考慮して夏期等の高温時の反発力を必要以上に高く設定
する必要がなくなり、夏期等の高温時の反発力を従来構
造のダンパーステーの反発力Ｈ１よりも低く設定できる
様になる。その結果、夏期と冬期のバックドア開閉力の
差を小さくすることができる。

【００３８】また、夏期等の高温時には、圧力室３１の
ガス体３３の温度が上がり、ガス圧Ｐが上昇する。この
ガス圧Ｐによる力Ｓがコイルばね３５の力Ｆに打ち勝つ
と、小ピストン２７は図１の矢印Ｂ方向へ移動し、オリ
フィス２６が開放されてダンパーステー収縮時の反発力
が小さくなる。この結果、温度差によるダンパーステー
１０を収縮させるのに必要な力の差が少なくなることか
ら、ワイヤ４２を引っ張る力を小さくすることができ、
モータ６８を小さく、小型化できコストダウンが可能と
なる。

【００３９】なお、圧力室３１の中にＲ₁₁ＣＣｌ₃Ｆ
（沸点が絶対温度で２９７．０Ｋ）あるいはＲ₁₂ＣＣｌ
₂Ｆ₂（沸点が絶対温度で２４３．５Ｋ）等の冷媒用蒸
気を入れておくと、温度上昇に伴う圧力室３１の圧力上
昇が、高圧ガス室２４の圧力の圧力上昇よりも上まわ
り、上記作用がより円滑に行われる。

【００４０】なお、上記実施例では、ワイヤ４２が内部
に挿通されたダンパーステー１０について説明したが、
ダンパーステーはこれに限定されず、図８に示される如
く、ワイヤが内部に挿通されていないダンパーステー６
０においても同様の構成とすることができる。

【００４１】また、上記実施例では、オリフィス２６の
開閉を小ピストン２７を用いた機構で行っているが、オ
リフィス２６の開閉機構は、これに限定されず、形状記
憶合金で弁体を形成し、冬期等の低温時にはオリフィス
２６を閉塞する形状とされた弁体が、夏期等の高温時に
はオリフィス２６を開放する形状となるようにしても良
い。

【００４２】

【発明の効果】本発明のダンパーステーは、ピストンに
よって区画された２つの高圧ガス室を連通するようにピ
ストンに形成されたオリフィスと、ピストンにオリフィ
スを開閉する方向へ移動可能に設けられた弁体と、弁体
がオリフィスを開方する方向へ移動する場合に容積が増
加し、弁体がオリフィスを閉塞する方向へ移動する場合
に容積が縮小されるようにピストンに設けられた圧力室
と、この圧力室内に封入され外気温度により膨張及び収
縮し、膨張時に弁体をオリフィス開方向へ移動させると
ともに収縮時に弁体をオリフィス閉方向へ移動させるガ
ス体と、を備えた構成としたので、温度変化によるピス
トンロッドを押し出す反発力の変化が小さいという優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のダンパーステーのピストン
部の半分を示すオリフィス閉塞状態での拡大断面図であ
る。

【図２】本発明の一実施例のダンパーステーのピストン
部の半分を示すオリフィス開放状態での拡大断面図であ
る。

【図３】本発明の一実施例のダンパーステーを示す断面
図である。

【図４】本発明の一実施例のダンパーステーが適用され
た車両のバックドアを示す車体後方から見た斜視図であ
る。

【図５】本発明の一実施例ダンパーステーが適用された
車両の後部を示す車体前方内側から見た斜視図である。

【図６】本発明の一実施例ダンパーステーが適用された
車両のバックドアの開閉装置を示す概略説明図である。

【図７】ダンパーストロークとダンパーステー反発力と
の関係を示すグラフである。

【図８】本発明の他の実施例のダンパーステーのピスト
ン部を示す拡大断面図である。

【図９】従来例のダンパーステーを示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ダンパーステー１２シリンダ１４高圧ガス１８ピストン２０ピストンロッド２２高圧ガス室２４高圧ガス室２６オリフィス２７小ピストン（弁体）２９シールゴム３１圧力室３３ガス体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本保志愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献実開平３−75327（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 25/12 B60J 5/10 F16F 9/00 F16F 9/52

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧ガスを封入したシリンダと、このシ
リンダ内を２つの高圧ガス室に分割するとともにシリン
ダ内を摺動するピストンと、このピストンに連結された
ピストンロッドと、を有するダンパーステーであって、前記ピストンに設けられ前記２つの高圧ガス室を連通す
るオリフィスと、前記ピストンに前記オリフィスを開閉する方向へ移動可
能に設けられた弁体と、前記ピストンに設けられ前記弁体が前記オリフィスを開
方する方向へ移動する場合に容積が増加し、前記弁体が
前記オリフィスを閉塞する方向へ移動する場合に容積が
縮小される圧力室と、この圧力室内に封入され外気温度により膨張及び収縮
し、膨張時に前記弁体を前記オリフィス開方向へ移動さ
せるとともに収縮時に前記弁体を前記オリフィス閉方向
へ移動させるガス体と、を備えたことを特徴とするダンパーステー。