JP4260949B2 - エアダンパ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ピストンロッドを引く、押すそれぞれの動作のうち、いずれか一方の動作のときに動作抵抗が大きくなりダンパとして作用するエアダンパに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、コップホルダや灰皿、グローブボックス等に取り付けた蓋体と、その本体とを、一方向性のエアダンパで連結し、例えば蓋体を開放するときはゆっくりとした動きとなるようにし、閉じるときは比較的速やかな動きとなるようにし、これにより、開閉フィーリングを向上させるようにしたものが、多く用いられるようになっている。
【0003】
このような用途のエアダンパは、例えば図9に示すように、シリンダ201内を摺動するピストン203の環状溝206に、Oリング204を嵌装し、またピストン203にオリフィス207を形成し、そのオリフィス207が、環状溝206に臨むような構成となっている。
【0004】
この従来のエアダンパの構成において、ピストン203を矢印X方向に引くと、Oリング204は環状溝206の一端側に当接し、このときはオリフィス207とシリンダ201内部との間には、Oリング204が介在することとなって、シリンダ201内の空気は流出し難く、ピストン動作に対する抵抗は大きくなりダンパとして作用するようになる。一方、ピストン203を矢印Y方向に押すと、Oリング204は、図中、一点鎖線で示すように、環状溝206の他端側に当接し、このときはオリフィス207とシリンダ201内部とは導通し、シリンダ201内部の空気はオリフィス207を通って、外部へ流出し、ピストン動作に対する抵抗は小さくなる。すなわち、図9に示したエアダンパは、オリフィス207の端面207aが、環状溝206の一端寄りに臨んでおり、このような構成のエアダンパは、ピストンを引くときにのみダンパとして働く一方向性のものとなる。
【0005】
これに対し、オリフィス207の深さを浅くして、端面207aが環状溝206の他端寄りに臨むような構成とすると、今度はピストンを押すときにのみダンパとして働くエアダンパとすることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のエアダンパでは、Oリングを使用するため、コストが高くついていた。
【0007】
また、Oリングとシリンダとの間の摩擦自体が比較的大きいため、一方向のみでダンパとして機能させても双方向での抵抗差をそれ程大きくすることができない。このため、例えば蓋体を開く場合と、閉じる場合とで、それ程の差が見られない結果となっていた。
【0008】
また、ダンパとしての荷重の調整は、オリフィスの形状を変更して行うが、そのオリフィスの加工は微細加工となるため、微妙な荷重調整が困難であった。
【0009】
さらに、方向性に応じてオリフィスの形状が異なるため、その方向性に応じて異種のピストンを用いる必要があり、この点で部品点数が多くなり、製造コストが高くなる要因となっていた。
【0010】
この発明は上記に鑑み提案されたもので、Oリングを使用せずに低コストで製造でき、また双方向での抵抗差を大きくすることで開閉フィーリングの差を確実なものとし、また荷重調整も容易に行うことができ、さらに方向性によらずに部品を共通化できコストを低減することができるエアダンパを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ピストンロッドを引く、押すそれぞれの動作のうち、いずれか一方の動作のときに動作抵抗が大きくなりダンパとして作用するエアダンパにおいて、筒状体であって両端が開口し、一開口端部の内周に形成され一開口端に向けて拡径し傾斜する一開口端部側シリンダ当接面、および他開口端部の内周に形成され他開口端に向けて縮径し傾斜する他開口端部側シリンダ当接面を有するシリンダと、ピストンロッドと、上記ピストンロッド先端に設けられシリンダの内周面に密着して摺動するピストンと、上記シリンダの一開口端部に装着され一開口端部側シリンダ当接面に当接するキャップ当接面を有する第1のキャップまたは、上記シリンダの他開口端部に装着され他開口端部側シリンダ当接面に当接するキャップ当接面を有する第2のキャップと、を備え、上記シリンダとピストンロッドとピストンと第1のキャップを用いてエアダンパを構成したとき、上記ピストンロッドを引く動作に応じて、キャップ当接面と一開口端部側シリンダ当接面とが密着して動作抵抗が大となってダンパとして作用し、ピストンロッドを押す動作に応じて、キャップ当接面と一開口端部側シリンダ当接面とが遊離して動作抵抗が小となり、上記シリンダとピストンロッドとピストンと第2のキャップを用いてエアダンパを構成したとき、上記ピストンロッドを押す動作に応じて、キャップ当接面と他開口端部側シリンダ当接面とが密着して動作抵抗が大となってダンパとして作用し、ピストンロッドを引く動作に応じて、キャップ当接面と他開口端部側シリンダ当接面とが遊離して動作抵抗が小となる、ことを特徴としている。
【0013】
また、請求項2に記載の発明は、上記した請求項1に記載の発明の構成に加えて、上記キャップ当接面に、シリンダ内部とシリンダ外部とを導通させるオリフィスを形成した、ことを特徴としている。
【0014】
さらに、請求項3に記載の発明は、上記した請求項1に記載の発明の構成に加えて、上記ピストンは、周方向に沿って複数のひだ状突部を有し、その複数のひだ状突部が吸盤状にシリンダの内周面に接触していることを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。先ず第1の実施形態を図1〜図4を用いて説明する。
【0016】
図1は第1の実施形態におけるエアダンパの分解斜視図、図2はエアダンパの正面断面図、図3はエアダンパの一端側を示し、(A)はその左側面図、(B)はその正面断面図、図4はエアダンパの作用説明図である。
【0017】
これらの図において、エアダンパ101は、ピストンロッド2を引くときにダンパとして作用する一方向性のエアダンパであり、シリンダ1と、ピストンロッド2と、ピストンロッド2の先端(一端)に設けたピストン3と、シリンダ1の一開口端部11に冠着するキャップ4とを備えている。
【0018】
上記のシリンダ1は、両端が開口した筒状のものであり、その一開口端部11の内周には、シリンダ内周面に対し、一開口端に向けて拡径し傾斜するシリンダ当接面12を形成してある。一方、他開口端部13は、シリンダ本体に対し径が絞られ、その他開口端部13の手前における内周には、シリンダ内周面に対し、他開口端部13に向けて縮径し傾斜するシリンダ当接面14(図7参照)を形成してある。
【0019】
また、シリンダ1の外周面に、支持部15を突設し、例えばグローブボックスのボックス本体側壁から延出している支持軸を、この支持部15の孔15aに嵌入させ、シリンダ1を支持するようになっている。
【0020】
上記のピストンロッド2は、細長い棒状のものであり、他端側には、軸嵌入用孔21を穿設し、例えばグローブボックスの蓋体側壁から延出している作動軸を嵌入させ、その蓋体の開閉時に蓋体とともにピストンロッド2を作動させるようになっている。
【0021】
上記のピストン3は、周方向に沿って複数のひだ状突部31…を有し、その複数のひだ状突部31…は、シリンダ1の内周面に吸盤状に接触して密着している。また、複数のひだ状突部31同士の間を、グリース溜めとして利用し、そこに適量のグリースが充填されている。
【0022】
上記のキャップ4は、適度に弾性を有する材料で形成され、その周端部41に対して中央の蓋面42がキャップ内に陥入し、周端部41と蓋面42との間には、周端部41側に向けて拡径するように勾配を付してキャップ当接面43が形成されている。このキャップ当接面43は、キャップ4をシリンダ1の一開口端部11側に冠着したとき、シリンダ当接面12に当接するようになっている。
【0023】
このキャップ当接面43には、図3に示すように、当接面幅方向に沿ってその幅全体にわたってスリット溝状のオリフィス44…が形成され、また周端部41には、キャップ4の射出成型による製造を円滑なものとするための孔45…が周端部41に沿って所定間隔で形成されている。
【0024】
キャップ4の周部46の底周には、内側に突状となる係止爪47…を所定間隔で形成し、キャップ4を装着したとき、この係止爪47…は、シリンダ1の外周に沿って形成した所定幅の係止溝16に陥入し、係止爪47は係止溝16の幅内でシリンダ方向に沿って移動自在となる。したがって、冠着されたキャップ4は、係止溝16の幅に応じた遊びを持ってシリンダ方向に沿って移動自在となる。また、キャップ4を冠着すると、キャップ4の周部46の内周面46aと、シリンダ1の一開口端部11の外周面11aや係止溝16との間には、空隙R2が形成される。なお、係止爪47が形成されている部分では、その係止爪47と係止溝16との間にも空隙R2が形成される。
【0025】
上記各部品をエアダンパ101として組み立てるには、図1に示すように、先ずピストンロッド2の他端側をシリンダ1の一開口端部11に入れて差し込み、そのピストンロッド2をシリンダ1の他開口端部13から突出させる。ピストンロッド2及びピストン3は、この他開口端部13の内周形状によってシリンダ中心に摺動可能に支持される。また、ピストン3はシリンダ1の内周面に摺動可能に密着する。続いて、キャップ4をシリンダ1の一開口端部11に冠着する。このようにして組み立てたエアダンパ101の作用を、以下に説明する。
【0026】
先ず、図2の状態からピストンロッド2をシリンダ1の一開口端部11に向けて、押していく場合について説明する。ピストンロッド2を押すと、シリンダ内の空気圧力が高くなり、キャップ4は係止溝16の幅に応じた遊びの分だけシリンダ外方へ移動し、キャップ当接面43と、シリンダ当接面12とは互いに遊離し、図4(A)に示すような空隙R1が生じる。また、上記したように、キャップ4の周部46の内周面46aと、シリンダ1の一開口端部11の外周面11aや係止溝16との間には、空隙R2が形成されている。したがって、シリンダ内部(シリンダ1とピストン3とキャップ4とで囲まれる空間)とシリンダ外部とはこの空隙R1及び空隙R2を通って導通し、シリンダ内の空気は、これらの空隙R1、R2を経由して速やかに排出され、ピストンロッド2を押すときの動作抵抗は小さくなる。すなわち、ピストンロッド2を押す動作は速やかに行われる。なお、シリンダ内の空気の一部は、空隙R1から孔45を通って排出されるものもある。
【0027】
一方、ピストンロッド2をシリンダ1の他開口端部13に向けて引いていくと、シリンダ内の空気圧力が負圧となり、キャップ4はその負圧によりシリンダ内方に引き込まれ、その遊びに応じてシリンダ内方へ移動する。このとき、キャップ当接面43と、シリンダ当接面12とは、図4(B)に示すように、互いに密着し、シリンダ内部とシリンダ外部とは、オリフィス44…を介して導通し、シリンダ内への空気の流入は、オリフィス44…で制限されるため小となる。したがって、ピストンロッド2を引くときの動作抵抗は大となって、ダンパとして作用し、それに応じてピストンロッド2を引く動作はゆっくりしたものとなる。
【0028】
ピストンロッド2を引いたり押したりするとき、ピストン3の複数のひだ状突部31…は、シリンダ1の内周面に吸盤状に接触して密着しているので、ピストン3による、シリンダ内空気の気密性(シール性)は確実に保つことができる。また、複数のひだ状突部31同士の間に適量のグリースを充填させているので、このグリースはピストン3とシリンダ1との摺動面をコーティングし、ピストン3とシリンダ1との間の摺動抵抗はより一層低いものとなる。
【0029】
キャップ4を適度に弾性を有する材料で形成したため、キャップ当接面43は、ピストンロッド2を引いたり押したりするときの空気圧力変動に対応して変形する。この変形は、ピストンロッド2を押すときはキャップ当接面43とシリンダ当接面12とを遊離させ、ピストンロッド2を引くときはキャップ当接面43とシリンダ当接面12とを密着させる作用をもたらす。
【0030】
したがって、キャップ4を適度に弾性を有する材料で形成する構成は、キャップ4を移動自在とする上記の構成と相俟って、エアダンパ101の一方向性ダンパ効果をより一層強めることとなる。なお、キャップ4を弾性材で形成する構成、キャップ4を移動自在とする構成のいずれか一方のみを採用したエアダンパであっても、十分に、一方向性のダンパ機能を発揮させることができる。
【0031】
次に、第2の実施形態を図5〜図8を用いて説明する。
【0032】
図5は第2の実施形態におけるエアダンパの分解斜視図、図6は第2の実施形態のエアダンパの正面断面図、図7は第2の実施形態のエアダンパの両端側を示す図、図8は第2の実施形態のエアダンパの作用説明図である。
【0033】
この実施形態におけるエアダンパ102は、ピストンロッド2を押すときにダンパとして作用する一方向性のエアダンパであり、上記第1の実施形態におけるエアダンパ101に対して、主要部品であるシリンダ1、ピストンロッド2及びピストン3は、同一で共通部品となっており、シリンダ両端に装着するキャップ5及び6のみが異なっている。したがって、ここでは、キャップ5及び6の構成についてのみ説明する。
【0034】
キャップ5はシリンダ1の他開口端部13に、またキャップ6はシリンダ1の一開口端部11に、それぞれ装着され、双方とも、キャップ4と同様に、適度に弾性を有する材料で形成されている。キャップ5は、中空の略円錐台状で、その長径側一端は開口し、短径側他端は蓋部51として形成されている。そして、蓋部51には絞り溝51aが形成され、この絞り溝51aから開口周縁52までの傾斜面は、上記のシリンダ当接面14に当接するキャップ当接面53となっている。
【0035】
このキャップ当接面53には、図5に示すように、当接面幅方向に沿ってその幅全体にわたってスリット溝状のオリフィス54…が形成されている。
【0036】
一方、キャップ6の形状は、上記のキャップ4にほぼ類似しており、相異するのは、キャップ6の蓋面62の中央に、ピストンロッド2が貫通可能なロッド通り抜け孔69を穿設し、そのロッド通り抜け孔69の周囲を厚肉状に補強した点である。キャップ6のその他の部分については、キャップ4にほぼ類似しているため、キャップ4に付した符号のうち、下から2桁目の「4」を「6」に変えて符号を付すこととし、その説明は省略する。
【0037】
上記各部品をエアダンパ102として組み立てるには、図5に示すように、先ずキャップ5をシリンダ1の一開口端部11側から入れて、他開口端部13まで押し込み、その他開口端部13内周に沿って間隔を開けて突設した係止片13a(図5)を、キャップ5の絞り溝51aに陥入させ、キャップ5を他開口端部13に嵌着する。なお、このとき、他開口端部13内周面と、絞り溝51aとの間では、係止片13aを設けていない部分で隙間が形成され、空気通路(図示省略)となっている。
【0038】
次に、ピストン3をシリンダ1の一開口端部11に入れ、ピストンロッド2をシリンダ1の一開口端部11から突出させる。続いて、ピストンロッド2にキャップ6のロッド通り抜け孔69を入れて、キャップ6を差し入れ、シリンダ1の一開口端部11に冠着する。ピストンロッド2及びピストン3は、このキャップ6のロッド通り抜け孔69の内周形状によってシリンダ中心に摺動可能に支持される。このようにして組み立てたエアダンパ102の作用を、以下に説明する。
【0039】
先ず、図6の状態からピストンロッド2をシリンダ1の他開口端部13に向けて、押していく場合について説明する。ピストンロッド2を押していくと、シリンダ内の空気圧力が高くなり、キャップ5はその圧力でシリンダ外方へ押され、キャップ当接面53と、シリンダ当接面14とは、図8(A)に示すように、互いに密着し、シリンダ内部(シリンダ1とピストン3とキャップ5とで囲まれる空間)とシリンダ外部とは、オリフィス54…及び上記の空気通路等を介して導通し、シリンダ外への空気の流出は、オリフィス54…で制限されるため小となる。したがって、ピストンロッド2を押すときの動作抵抗は大となって、ダンパとして作用し、それに応じてピストンロッド2を押す動作はゆっくりとしたものとなる。
【0040】
一方、ピストンロッド2をシリンダ1の一開口端部11に向けて引いていくと、シリンダ内の空気圧力が負圧となり、キャップ5はその負圧によりシリンダ内方に引き込まれ、キャップ当接面53と、シリンダ当接面14とは互いに遊離し、他開口端部13と、キャップ5との間には、図8(B)に示すような空隙R3が生じる。また、上記空気通路もそれに応じてやや拡大する。したがって、シリンダ内への空気の流入は、この空隙R3や空気通路等を経由して速やかに行われ、ピストンロッド2を引くときの動作抵抗は小さくなる。すなわち、ピストンロッド2を引く動作は速やかに行われる。
【0041】
そして、このエアダンパ102の場合も、キャップ5を弾性材で形成したため、上記したキャップ当接面53とシリンダ当接面14とが遊離したり密着したりする作用は一層強められ、したがって、一方向でのダンパ効果をより明確に発揮させることができる。
【0042】
以上述べたように、上記第1及び第2の実施形態では、コストの高いOリングを使用しない構成としたので、エアダンパ101,102を低コストで製造することができる。
【0043】
また、シリンダ内周面との摩擦が大きくなるOリングを使用せずに、エアダンパ101,102を構成できるので、ダンパ効果を発揮する一方向での動作抵抗と、それとは逆方向での動作抵抗との差分を大きくすることができ、したがって、例えばグローブボックス等の蓋体側の開閉に同期してエアダンパ101を作動させた場合、特に閉動作の際の動作抵抗を顕著に小さくでき、開閉フィーリングの差を確実なものとすることができる。
【0044】
また、加工が容易なキャップ4,5にオリフィス44,54を形成するので、オリフィス44,54のスリット幅やスリット深さ等の形状変更も容易に行うことができ、したがって、ダンパ荷重の調整も容易に行うことができる。
【0045】
また、シリンダ開口端部11,13に形成するシリンダ当接面12,14の各態様に応じて、ダンパとして機能する方向を変更できるようにしたので、簡単な構成で容易に、方向を変更することができ、従来の、オリフィス形状を変更するためのピストンに対する微細加工は一切不要となる。しかも、簡単な部品であるキャップを差し替えるだけで、容易に方向を変更することができる。
【0046】
さらに、ダンパとしての方向性が互いに異なるエアダンパ101及び102において、その主要部品であるシリンダ1、ピストンロッド2及びピストン3を共通化でき、したがって、エアダンパの部品点数を削減でき、コスト面では、Oリングを使用しないことと相俟って、製造コストの大幅低減を実現することができる。
【0047】
【発明の効果】
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
【0048】
本発明では、コストの高いOリングを使用しない構成としたので、エアダンパを低コストで製造することができる。
【0049】
また、シリンダ内周面との摩擦が大きくなるOリングを使用せずに、エアダンパを構成できるので、ダンパ効果を発揮する一方向での動作抵抗と、それとは逆方向での動作抵抗との差分を大きくすることができ、したがって、例えば蓋体の開閉時に作動させた場合、特に閉動作の際の動作抵抗を小さくでき、開閉フィーリングの差を確実なものとすることができる。
【0050】
また、キャップ当接面とシリンダ当接面との間の遊離、密着を用いてダンパ機能を発揮させるようにしたので、従来のようなピストンにOリングを嵌装したりオリフィスを形成したりする複雑な構成は不要であり、したがって、エアダンパを簡単な構成のものとすることができる。
【0051】
また、本発明では、シリンダ一開口端部の内周に一開口端部側に向けて勾配を付してシリンダ内接面を形成したので、このシリンダ内接面として少なくとも2態様、例えば一開口端側に向けて拡径する場合と縮径する場合の2態様を形成することができ、そのシリンダ当接面の2態様に応じて、ダンパとして機能する方向を変更できるので、従来の、ピストンのオリフィス形状に応じて方向を変更するために必要であった、ピストンに対する微細加工は一切不要となり、したがって、簡単な構成で容易に、方向を変更することができる。
【0052】
そして、シリンダ当接面の2態様を、シリンダの各端部に振り分けて形成することで、そのシリンダを方向性に依らずに共通に使用することができ、一方、ピストン及びピストンロッドは共通であるから、主要部品をすべて共通化でき、したがって、エアダンパの部品点数を削減でき、コスト面では、Oリングを使用しないことと相俟って、製造コストの大幅低減を実現することができる。
【0053】
本発明では、加工が容易なキャップにオリフィスを形成するので、オリフィスの形状変更も容易に行うことができ、したがって、ダンパ荷重の調整も容易に行うことができる。
【0054】
また、本発明では、ピストンの外周面が吸盤状にシリンダ内周面に接触するようにしたので、ピストンはシリンダ内周面に密着して摺動し、したがって、シリンダ内空気の気密性(シール性)を確実に保つことができる。また、その複数のひだ状突部同士の間に適量のグリースを充填させることができ、このグリースはピストンとシリンダとの表面をコーティングするので、ピストンとシリンダとの間の摺動抵抗はより一層低いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態におけるエアダンパの分解斜視図である。
【図2】第1の実施形態におけるエアダンパの正面断面図である。
【図3】第1の実施形態におけるエアダンパの一端側の拡大図で、(A)はその左側面図、(B)はその正面断面図である。
【図4】第1の実施形態におけるエアダンパの作用説明図である。
【図5】第2の実施形態におけるエアダンパの分解斜視図である。
【図6】第2の実施形態におけるエアダンパの正面断面図である。
【図7】第2の実施形態におけるエアダンパの両端側を示す拡大図である。
【図8】第2の実施形態におけるエアダンパの作用説明図である。
【図9】従来のエアダンパの説明図である。
【符号の説明】
1 シリンダ
11 一開口端部
12 シリンダ当接面
13 他開口端部
13a 係止片
14 シリンダ当接面
15 支持部
15a 支持部の孔
16 係止溝
2 ピストンロッド
21 軸嵌入用孔
3 ピストン
31 ひだ状突部
4 キャップ
41 周端部
42 蓋面
43 キャップ当接面
44 オリフィス
45 孔
46 周部
47 係止爪
5 キャップ
51 蓋部
51a 絞り溝
52 開口周縁
53 キャップ当接面
54 オリフィス
6 キャップ
62 蓋面
69 ロッド通り抜け孔
101 エアダンパ
102 エアダンパ
R1,R2,R3 空隙
Claims (3)
- ピストンロッドを引く、押すそれぞれの動作のうち、いずれか一方の動作のときに動作抵抗が大きくなりダンパとして作用するエアダンパにおいて、
筒状体であって両端が開口し、一開口端部の内周に形成され一開口端に向けて拡径し傾斜する一開口端部側シリンダ当接面、および他開口端部の内周に形成され他開口端に向けて縮径し傾斜する他開口端部側シリンダ当接面を有するシリンダと、
ピストンロッドと、
上記ピストンロッド先端に設けられシリンダの内周面に密着して摺動するピストンと、
上記シリンダの一開口端部に装着され一開口端部側シリンダ当接面に当接するキャップ当接面を有する第1のキャップまたは、
上記シリンダの他開口端部に装着され他開口端部側シリンダ当接面に当接するキャップ当接面を有する第2のキャップと、
を備え、
上記シリンダとピストンロッドとピストンと第1のキャップを用いてエアダンパを構成したとき、上記ピストンロッドを引く動作に応じて、キャップ当接面と一開口端部側シリンダ当接面とが密着して動作抵抗が大となってダンパとして作用し、ピストンロッドを押す動作に応じて、キャップ当接面と一開口端部側シリンダ当接面とが遊離して動作抵抗が小となり、
上記シリンダとピストンロッドとピストンと第2のキャップを用いてエアダンパを構成したとき、上記ピストンロッドを押す動作に応じて、キャップ当接面と他開口端部側シリンダ当接面とが密着して動作抵抗が大となってダンパとして作用し、ピストンロッドを引く動作に応じて、キャップ当接面と他開口端部側シリンダ当接面とが遊離して動作抵抗が小となる、
ことを特徴とするエアダンパ。 - 上記キャップ当接面に、シリンダ内部とシリンダ外部とを導通させるオリフィスを形成した、ことを特徴とする請求項1に記載のエアダンパ。
- 上記ピストンは、周方向に沿って複数のひだ状突部を有し、その複数のひだ状突部が吸盤状にシリンダの内周面に接触している、ことを特徴とする請求項1に記載のエアダンパ。
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