JP4484745B2 - エアダンパ - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車のグローブボックス等の開閉用ダンパとして好適なエアダンパに関する。

この種のエアダンパとしては、例えば下記特許文献１，２に示されるように、筒状のシリンダと、該シリンダ内をシール状態を保って移動するピストンと、該ピストンに連設されてシリンダの一端開口部を出没するピストンロッドとを備え、シリンダとピストンロッドのいずれか一方は支持構造体に固定されて、該支持構造体に対して相対的に移動する移動体の移動をコントロールするものが知られている。

これらのエアダンパは、ピストンとピストンロッドとが熱可塑性エラストマーで一体に形成されており、ピストンにＯリング等の装着が不要であるため、構造が簡略化し、製造コスト低減を図ることができる。
特開２０００−６５１１６号公報 特開２００２−７０９１０号公報

しかしながら、上記エアダンパにおいては、特に低緯度地方等において、夏季等の日射の強いときに、閉切った車内における高温雰囲気に長時間曝されると、熱可塑性エラストマーで形成されたピストンのシール突起が、シリンダ内周に押圧された状態で熱変形し、シール性能が低下して、ダンパ作用が低下してしまう虞れがあった。

したがって、本発明の目的は、熱可塑性エラストマー等の弾性を有する樹脂で形成されたピストン及びピストンロッドを有するエアダンパにおいて、高温雰囲気に長時間曝されても、ピストンの熱変形によるシール性能の低下を防止できるようにしたエアダンパを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の第１は、両端部が開口されたシリンダと、前記シリンダの後端部に装着されたシールキャップと、前記シリンダの前端部から突出するロッドと、このロッドに連結されて、前記ロッドの押動により前記シリンダ内をスライドするピストンとを備え、前記ピストン及びロッドは、弾性を有する樹脂で一体に形成されており、前記ピストンには環状のシール突起が形成されており、前記シリンダの前記シールキャップに隣接する部分の内周は拡径部をなし、前記シリンダの前端部から前記シールキャップのやや手前に至る部分の内周は縮径部をなし、それらの間は拡径部から縮径部に至るテーパ部をなしており、前記ピストンのシール突起は、前記ピストンの後端側に位置する第１シール突起と、前記ロッド側に位置する第２シール突起とで構成され、前記第１シール突起の外径は、前記縮径部の内径よりも大きく、前記第２シール突起の外径は、前記第１シール突起の外径よりも小さくされており、前記ロッドを完全に押し込んだ状態で、前記第１シール突起は前記拡径部に位置し、前記第２シール突起は前記縮径部に位置するように構成されていることを特徴とするエアダンパを提供するものである。

上記発明によれば、ロッドが押し引きされてピストンがシリンダ内をスライドすると、シールキャップとピストンとの間の空間が加圧又は減圧され、シリンダ内外の空気がシールキャップやピストンに設けた狭い隙間を通して流通するため、制動作用が付与される。

そして、ロッドを完全に押し込んだ状態では、ピストンの第１シール突起が拡径部に位置するように構成されているので、その状態で長時間高温雰囲気下に曝されても、第１シール突起が拡径部内周に強く押圧されておらず、熱変形することが防止される。このため、車内が高温雰囲気となる地方においても、熱変形によってシール性低下が起こらず、ダンパ作用を長期に亘って安定して維持することができる。
また、ロッドを完全に押し込んだ状態で、外径の大きな第１シール突起は拡径部に位置し、外径の小さい第２シール突起は縮径部に位置するので、熱変形が効果的に防止される。また、第２シール突起により、ロッドを引き出し始める初期動作時に、第１シール突起と拡径部とのシール性が低くても、縮径部内周に配置された第２シール突起によるシール効果によって、制動力を補うことができる。

本発明の第２は、前記第１の発明において、前記ロッドを完全に押し込んだ状態で、前記拡径部に位置する前記第１シール突起の外径は、前記拡径部の内径よりも小さくされているエアダンパを提供するものである。

上記発明によれば、ロッドを完全に押し込んだ状態で、ピストンの第１シール突起が拡径部内周に対して隙間を介して配置されるため、高温雰囲気下における熱変形をより確実に防止することができる。

本発明の第３は、前記第１又は第２の発明において、前記第２シール突起の外径は、前記縮径部の内径よりも小さくされているエアダンパを提供するものである。

上記発明によれば、第２シール突起の熱変形も効果的に防止することができ、かつ、ピストンの摺動抵抗の増大を防ぐことができる。

本発明の第４は、前記第１〜３の発明のいずれかにおいて、前記ロッドを完全に押し込んだ状態で、前記第１シール突起の外周と前記拡径部の内周との隙間の方が、前記２シール突起の外周と前記縮径部の内周との隙間よりも大きくされているエアダンパを提供するものである。

上記発明によれば、主たる制動力を付与する第１シール突起の熱変形を確実に防止すると共に、第２シール突起も熱変形をできるだけ防止しつつ、初期動作時における制動力補助機能を付与できるようにすることができる。

本発明の第５は、両端部が開口されたシリンダと、前記シリンダの後端部に装着されたシールキャップと、前記シリンダの前端部から突出するロッドと、このロッドに連結されて、前記ロッドの押動により前記シリンダ内をスライドするピストンとを備え、前記ピストン及びロッドは、弾性を有する樹脂で一体に形成されており、前記ピストンには環状のシール突起が形成されており、前記シリンダの前記シールキャップに隣接する部分の内周は拡径部をなし、前記シリンダの前端部から前記シールキャップのやや手前に至る部分の内周は縮径部をなし、それらの間は拡径部から縮径部に至るテーパ部をなしており、前記ロッドを完全に押し込んだ状態で、前記ピストンのシール突起が前記拡径部に位置するように構成されており、前記ピストンは、一端が閉塞された多重円筒をなし、閉塞された端面に前記ロッドが連結されており、前記多重円筒は、前記シール突起を有する最外周の円筒と、その内側に位置する円筒の少なくとも２つの円筒からなり、内側に位置する円筒の内部には、複数の板状リブが互いに隙間を介して設けられていることを特徴とするエアダンパを提供するものである。

上記発明によれば、多重円筒構造としたことにより、シール突起を有する最外周の円筒が弾性変形しやすくなるので、スライド抵抗を少なくしつつ、シール性を高めることができる。

また、内側に位置する円筒の内部には、複数の板状リブが互いに隙間を介して設けられているので、成形時のヒケ等の発生を防止すると共に、ロッドを完全に押し込んだ状態での、シールキャップとピストン間の空隙をできるだけ小さくして、初期動作時における制動力を高めることができる。

本発明によれば、ロッドを完全に押し込んだ状態で、ピストンのシール突起が拡径部に位置するように構成されているので、その状態で長時間高温雰囲気下に曝されても、シール突起が拡径部内周に強く押圧されておらず、熱変形することが防止される。このため、車内が高温雰囲気となる地方においても、熱変形によってシール性低下が起こらず、ダンパ作用を長期に亘って安定して維持することができる。

次に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１に示すように、このエアダンパ１０は、円筒状をなすシリンダ２０と、このシリンダ２０に出没可能に挿入されるロッド４０と、ロッド４０の後端部に一体に成形され、ロッド４０の押し引きによって、シリンダ２０内周を摺動するピストン５０と、シリンダ２０の後端開口部２２に装着されるシールキャップ６０とで構成されている。

図２を併せて参照すると、シリンダ２０は、前記ロッド４０が挿通される前端開口部２１と、前記シールキャップ６０が装着される後端開口部２２とを有している。前端開口部２１の上縁部には、ロッド４０のスライドをガイドするガイド片２３が突設されている。また、前端開口部２１の周縁にはリブ２３ａが形成されている。

後端開口部２２には、シリンダ２０の本体に対して拡径した延長筒２４が、段部２５を介して形成されている。延長筒２４には、後述するシールキャップ６０の位置決め片６１が挿入される切欠部２６と、同じくシールキャップ６０の係止片６２が係合する係止孔２７とが、周方向に所定間隔で交互に形成されている。

シリンダ２０の前後端部下辺部には一対の取付片２８が突設され、これらの取付片２８には、車体パネル等に取付けるための取付孔２９がそれぞれ形成されている。

また、シリンダ２０のシールキャップ６０に隣接する部分、すなわち、延長筒２４の手前の部分の内周は、拡径部３０をなしている。更に、シリンダ２０の前端部からシールキャップ６０のやや手前に至る部分の内周は、縮径部３１をなしている。そして、拡径部３０と縮径部３１との間は、テーパ部３２をなしている。

図３を併せて参照すると、ロッド４０は、断面Ｕ字状の壁部４１と、この壁部４１内において軸方向に所定間隔で配設された補強リブ壁４２とで、その主体部が構成されている。ロッド４０の前端部には取付片４３が形成され、これに後述するグローブボックス７０等に取付けるための取付孔４４が形成されている。また、取付片４３の基部側下辺部には係止突起４５が形成されており、この係止突起４５は、前述したシリンダ２０のリブ２３ａに係合して、ロッド４０の最大押込み位置を規制するようになっている。

ロッド４０の後端部には、ピストン５０が一体に形成されている。ピストン５０は、ロッド４０に連結される円板状の閉塞端面５１を有している。そして、この閉塞端面５１の後方に、最外周の円筒５２及び内側の円筒５３が形成された多重円筒構造をなしている。この実施形態の場合、最外周の円筒５２の内側に合計三つの内側の円筒５３が、同心状に配設された形状をなし、各円筒の間には環状の溝５４が形成されている。複数の内側の円筒５３は、図１に示すような板状リブ５５によって所々連結されている。ピストン５０は、このような構造をなすことにより成形時の引け等の発生を防止すると共に、ロッド４０を完全に押し込んだ状態でのシールキャップ６０とピストン５０間の空隙をできるだけ小さくして、初期動作時における制動力を高めることができる。

最外周の円筒５２の外周には、その後端側に第１シール突起５６が形成され、また、ロッド４０側に第２シール突起５７が形成されている。第１シール突起５６の外径は、第２シール突起５７の外径よりも大きくされている。また、第１シール突起５６の外径は、シリンダ２０の拡径部３０の内径よりも小さく、縮径部３１の内径よりも大きくされている。更に、第２シール突起５７の外径は、シリンダ２０の縮径部３１の内径よりも小さくされている。そして、ロッド４０を最大限に押し込んだ状態で、ピストン５０の第１シール突起５６は拡径部３０の内周に位置し、第２シール突起５７は縮径部３１の内周に位置するようになっている。この場合、拡径部３０と第１シール突起５６との隙間Ｃ１は、縮径部３１と第２シール突起５７との隙間Ｃ２に比べて、大きくなるように設定されている。

なお、第１シール突起５６は、最外周の円筒５２の端部に形成されており、この最外周の円筒５２の内側には、前記環状の溝５４が形成されているため、内側に撓みやすくなっており、それによって、シール性が向上するようになっている。

上述したロッド４０とピストン５０は、熱可塑性エラストマー等の弾性を有する樹脂で一体に形成されている。

図４を併せて参照すると、シールキャップ６０は、ほぼ円板状の基板６３を有している。基板６３の周縁には、前述したように、シリンダ２０の延長筒２４の切欠部２６に挿入される位置決め片６１と、延長筒２４の係止孔２７に係合する係止片６２とが、周方向に交互に複数配設されている。そして基板６３の内面側には、シールフランジ６４が一体に形成されている。更に基板６３の中心部にはオリフィス６５が形成されている。

図５は、ロッド４０をシリンダ２０内に完全に押し込んだ状態を示している。このとき、ロッド４０の前端部に形成された係止突起４５が、シリンダ２０のリブ２３ａに当接して、ロッド４０の最大挿入位置が規制されている。前述したように、この状態では、ピストン５０の第１シール突起５６がシリンダ２０の拡径部３０に位置し、ピストン５０の第２シール突起５７がシリンダ２０の縮径部３１に位置している。また、シールキャップ６０のシールフランジ６４はシリンダ２０の段部２５に密接し、シリンダ２０の後端開口部２２を気密的にシールしている。

次に、このエアダンパ１０の作用について説明する。
図８に示すように、このエアダンパ１０は、例えば、自動車のグローブボックス７０の開閉を制動する装置として用いられる。

グローブボックス７０は、前面壁７１と、背面壁７２と、図示しない両側壁とを有する箱形をなし、前面壁７１の上辺中央部には把手７３が設けられている。そして、このグローブボックス７０は、自動車のインストルメントパネルに形成された開口部に、下端に設けられた支点７４を介して回動可能に装着される。

そして、エアダンパ１０は、その下辺部に設けられたいずれか一方の取付孔２９を介して、車体パネルに回動可能に取付けられる。また、ロッド４０の前端部は、その取付孔４４を介してグローブボックス７０の一方の側壁に回動可能に取付けられる。そして、図８中の想像線で示すように、グローブボックス７０を開くとロッド４０が押し出され、エアダンパ１０による制動力が作用する。また、グローブボックス７０を閉じるときには、ロッド４０がシリンダ２０に押し込まれ、この際にも制動力が作用する。

図３（ｂ）及び図５に示すように、グローブボックス７０を閉じた状態においては、ロッド４０がシリンダ２０に最大限に押し込まれ、ピストン５０の第１シール突起５６はシリンダ２０の拡径部３０に配置され、第２シール突起５７はシリンダ２０の縮径部３１に配置されている。このとき、前述したように、第１シール突起５６の外周と拡径部３０の内周との間には、隙間Ｃ１が設けられ、第２シール突起５７の外周と縮径部３１の内周との間には、隙間Ｃ２が設けられている。

このため、強い日射を受けて車内が高温雰囲気となり、熱可塑性エラストマーからなるロッド４０及びピストン５０が、軟化するような高温度状態に曝されても、第１シール突起５６が拡径部３０の内周に圧接されていないため、第１シール突起５６の熱変形が防止される。同様に、第２シール突起５７も縮径部３１の内周に強く圧接されてはいないため、熱変形が防止される。なお、第１シール突起５６が拡径部３０内周に対して、比較的大きな隙間Ｃ１をもって配置されているため、ロッド４０が動き始める初期制動力が不足する可能性はあるが、第２シール突起５７が縮径部３１内周に対して、比較的狭い隙間Ｃ２をもって配置されているので、この初期駆動時における制動力を補うことができる。なお、上記隙間Ｃ１及びＣ２は必ずしも必要なものではなく、第１シール突起５６及び第２シール突起５７の熱変形が防止できる程度に、これらの突起は拡径部３０及び縮径部３１に当接するようになっていてもよい。

図６は、グローブボックス７０を開き、ロッド４０がシリンダ２０から引き出されるときの状態を示している。ピストン５０の第１シール突起５６は、テーパ部３２を通過して縮径部３１に挿入され、縮径部３１内周に圧接されて気密シールがなされる。このため、シールキャップ６０とピストン５０との間の空間が減圧され、シールキャップ６０のオリフィス６５を通して空気が流入しつつ、ピストン５０が移動する。このとき、シールキャップ６０のシールフランジ６４は、シリンダ２０の段部２５に密着し、シリンダ２０の後端開口部２２をシールしている。その結果、引き出されるロッド４０に強い制動力が作用し、グローブボックス７０が急激に倒れて開くのを防止することができる。

図７は、グローブボックス７０を閉じることにより、ロッド４０がシリンダ２０内に押し込まれるときの状態を示している。このとき、ピストン５０の第１シール突起５６が、シリンダ２０の縮径部３１内周に圧接されているため、シールキャップ６０とピストン５０との間の空間が圧縮され加圧されることになる。しかし、このときシールキャップ６０のシールフランジ６４がめくれ上がるようにして、シリンダ２０の段部２５から離れて隙間を形成するため、シリンダ２０内の空気がオリフィス６５のみでなく、上記シールフランジ６４周縁に形成された隙間を通して流出するため、グローブボックス７０が開くときよりも軽い制動力をもってグローブボックス７０を閉じることができる。

本発明は、熱可塑性エラストマー等の弾性を有する樹脂で形成されたピストン及びピストンロッドを有するエアダンパにおいて、高温雰囲気に長時間曝されても、ピストンの熱変形によるシール性能の低下を防止できるようにしたエアダンパとして利用できる。

本発明によるエアダンパの一実施形態を示す分解斜視図である。 同エアダンパのシリンダを示し、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は部分拡大断面図である。 同エアダンパのロッド及びピストンを示し、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は部分拡大断面図である。 同エアダンパのシールキャップを示す側面断面図である。 同エアダンパの側面断面図である。 同エアダンパにおいてロッドを引き出す状態の説明図である。 同エアダンパにおいてロッドを押し込む状態の説明図である。 同エアダンパをグローブボックスの開閉機構に適用した説明図である。

符号の説明

１０ エアダンパ
２０ シリンダ
２１ 前端開口部
２２ 後端開口部
２３ ガイド片
２４ 延長筒
２５ 段部
２６ 切欠部
２７ 係止孔
２８ 取付片
２９ 取付孔
３０ 拡径部
３１ 縮径部
３２ テーパ部
４０ ロッド
５０ ピストン
５１ 閉塞端面
５２ 最外周の円筒
５３ 内側の円筒
５４ 環状の溝
５５ 板状リブ
５６ 第１シール突起
５７ 第２シール突起
６０ シールキャップ
６１ 位置決め片
６２ 係止片
６３ 基板
６４ シールフランジ
６５ オリフィス

Claims (5)

1. 両端部が開口されたシリンダと、
   前記シリンダの後端部に装着されたシールキャップと、
   前記シリンダの前端部から突出するロッドと、
   このロッドに連結されて、前記ロッドの押動により前記シリンダ内をスライドするピストンとを備え、
   前記ピストン及びロッドは、弾性を有する樹脂で一体に形成されており、
   前記ピストンには環状のシール突起が形成されており、
   前記シリンダの前記シールキャップに隣接する部分の内周は拡径部をなし、前記シリンダの前端部から前記シールキャップのやや手前に至る部分の内周は縮径部をなし、それらの間は拡径部から縮径部に至るテーパ部をなしており、
   前記ピストンのシール突起は、前記ピストンの後端側に位置する第１シール突起と、前記ロッド側に位置する第２シール突起とで構成され、
   前記第１シール突起の外径は、前記縮径部の内径よりも大きく、前記第２シール突起の外径は、前記第１シール突起の外径よりも小さくされており、
   前記ロッドを完全に押し込んだ状態で、前記第１シール突起は前記拡径部に位置し、前記第２シール突起は前記縮径部に位置するように構成されていることを特徴とするエアダンパ。
2. 前記ロッドを完全に押し込んだ状態で、前記拡径部に位置する前記第１シール突起の外径は、前記拡径部の内径よりも小さくされている請求項１記載のエアダンパ。
3. 前記第２シール突起の外径は、前記縮径部の内径よりも小さくされている請求項１又は２記載のエアダンパ。
4. 前記ロッドを完全に押し込んだ状態で、前記第１シール突起の外周と前記拡径部の内周との隙間の方が、前記２シール突起の外周と前記縮径部の内周との隙間よりも大きくされている請求項１〜３のいずれか１つに記載のエアダンパ。
5. 両端部が開口されたシリンダと、
   前記シリンダの後端部に装着されたシールキャップと、
   前記シリンダの前端部から突出するロッドと、
   このロッドに連結されて、前記ロッドの押動により前記シリンダ内をスライドするピストンとを備え、
   前記ピストン及びロッドは、弾性を有する樹脂で一体に形成されており、
   前記ピストンには環状のシール突起が形成されており、
   前記シリンダの前記シールキャップに隣接する部分の内周は拡径部をなし、前記シリンダの前端部から前記シールキャップのやや手前に至る部分の内周は縮径部をなし、それらの間は拡径部から縮径部に至るテーパ部をなしており、
   前記ロッドを完全に押し込んだ状態で、前記ピストンのシール突起が前記拡径部に位置するように構成されており、
   前記ピストンは、一端が閉塞された多重円筒をなし、閉塞された端面に前記ロッドが連結されており、前記多重円筒は、前記シール突起を有する最外周の円筒と、その内側に位置する円筒の少なくとも２つの円筒からなり、内側に位置する円筒の内部には、複数の板状リブが互いに隙間を介して設けられていることを特徴とするエアダンパ。

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