(57)【要約】【課題】  簡単な構成でありながらも、被支持体の質量に依存せず、様々な質量の被支持体に対しても、良好な振動減衰効果を発揮する油圧式ダンパーを提供する。【解決手段】  被支持体８に印加される振動衝撃を遮断或いは減衰させるためのダンパーであって、内部に油３を充填させたシリンダー２と、シリンダー２に対し摺動可能なピストン５と、ピストン５の端部５ｃに印加される被支持体８の荷重に対する反力を発生させるための弾性部材６とを具備し、被支持体８の荷重と弾性部材６の反力がつり合った状態でのシリンダー２内部におけるピストン５の位置に関わらず、減衰比（ζ）が一定となるように、シリンダー２の内壁２ａとピストン５の摺動部５ａの摺動隙間を設定すべく、シリンダー２の内壁径ｄｃを可変させていることを特徴とする。【選択図】      図１
2008190631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被支持体に印加される振動衝撃を遮断或いは減衰させるためのダンパーであって、
内部に油を充填させたシリンダーと、
前記シリンダー内部を軸方向に摺動可能な状態に設置され、且つ、前記シリンダー内部から外部に延出し、前記被支持体の荷重が印加される端部を有したピストンと、
前記ピストンの端部に印加される前記被支持体の荷重に対する反力を発生させるための弾性部材と
を具備し、
前記被支持体の荷重と前記弾性部材の反力がつり合った状態での前記シリンダー内部における前記ピストンの位置に関わらず、
数式１から求まる減衰比（ζ）が一定となるように、前記シリンダーの内壁と前記ピストンの摺動隙間を設定すべく、前記シリンダーの内壁径を可変させている
ことを特徴とする油圧式ダンパー。
【数１】
2008190631.tif 000005
なお、ｃは粘性減衰係数［Ｎｓｅｃ／ｍ］、ｍは被支持体の質量［ｋｇ］、ｋは弾性部材のばね定数［Ｎ／ｍ］であり、ｃは次式で求まる。
【数２】
2008190631.tif 000006
なお、μは油の粘性係数［Ｐａ ｓｅｃ］、ｌはピストンの厚み［ｍ］、ｄｃはシリンダーの内壁径［ｍ］、ｄｐはピストンの外径［ｍ］である。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧式ダンパーを所望の位置に設け、被支持体を床面に対し移動自在に支持する油圧式ダンパー付きキャスター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被支持体の質量に依存せず、様々な質量の被支持体に対しても、良好な振動減衰効果を発揮する油圧式ダンパー、並びに、当該油圧式ダンパーを所望の位置に備え、被支持体を移動自在に支持する油圧式ダンパー付きキャスターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の例えば油圧式ダンパー付きキャスターに用いられている油圧式ダンパーとして、軸方向において一定の内径を有し、内部に油が充填されたシリンダーに対し、ピストンを軸方向に振動せしめることにより、油の粘性による摩擦抵抗により振動エネルギーを吸収し、振動減衰効果を得るものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７７８０９号公報
【０００４】
以下、特許文献１に開示されている油圧式ダンパーについて、図４を用いて説明する。
【０００５】
図４は、従来の油圧式ダンパーのモデル図である。
【０００６】
図４において、１０１は油圧式ダンパー本体である。１０２は内部に油１０３が充填された円筒状のシリンダーであり、軸方向において一定の内壁径ｄｃとされている。１０４はシリンダー１０２を略密封するための蓋であり、ピストン１０５の軸部１０５ｂが挿通する孔が形成されている。ピストン１０５はシリンダー１０２の内壁と所定の隙間を有して摺動する摺動部１０５ａ、軸部１０５ｂ、被支持体の荷重が印加される端面部１０５ｃが一体に形成されてなる。
【０００７】
１０６はコイルばね等の弾性部材であり、端部１０５ｃに印加された被支持体の荷重に対する反力を発生させるものである。すなわち、端部１０５ｃに被支持体の荷重が印加されている状態においては、弾性部材１０６は圧縮なされ、つりあった状態にある。
【０００８】
ところで、このような油圧式ダンパーの減衰性能は、減衰比（ζ）に依存することが知られている。
【０００９】
そして、減衰比（ζ）は理論的には、数式１及び数式２から求まる。なお、数式１及び数式２において、ｃは粘性減衰係数［Ｎｓｅｃ／ｍ］、ｍは被支持体の質量［ｋｇ］、ｋは弾性部材のばね定数［Ｎ／ｍ］、μは油の粘性係数［Ｐａ ｓｅｃ］、ｌはピストンの厚み［ｍ］、ｄｃはシリンダーの内壁径［ｍ］、ｄｐはピストンの外径［ｍ］である。
【００１０】
【数１】
2008190631.tif 000003
【００１１】
【数２】
2008190631.tif 000004
【００１２】
数式１及び数式２から明らかなように、減衰比（ζ）の値は、質量の大きな（重い）被支持体を支持する場合には小さくなり、その結果、減衰性能が悪化する。
【００１３】
従って、従来の油圧式ダンパー１０１においては、限られた微小な範囲の質量の被支持体に対してのみ所望の減衰効果を得ることが出来るにとどまり、それ以上に大きな質量の被支持体に対しては良好な減衰性能を得ることが出来なかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成でありながらも、被支持体の質量に依存せず、様々な質量の被支持体に対しても、良好な振動減衰効果を発揮する油圧式ダンパー、並びに、当該油圧式ダンパーを所望の位置に備え、被支持体を移動自在に支持する油圧式ダンパー付きキャスターの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載の発明に係る油圧式ダンパーは、被支持体に印加される振動衝撃を遮断或いは減衰させるためのダンパーであって、内部に油を充填させたシリンダーと、前記シリンダー内部を軸方向に摺動可能な状態に設置され、且つ、前記シリンダー内部から外部に延出し、前記被支持体の荷重が印加される端部を有したピストンと、前記ピストンの端部に印加される前記被支持体の荷重に対する反力を発生させるための弾性部材とを具備し、前記被支持体の荷重と前記弾性部材の反力がつり合った状態での前記シリンダー内部における前記ピストンの位置に関わらず、上述した数式１及び数式２から求まる減衰比（ζ）が一定となるように、前記シリンダーの内壁と前記ピストンの摺動隙間を設定すべく、前記シリンダーの内壁径を可変させていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明に係る油圧式ダンパー付きキャスターは、請求項１に記載の油圧式ダンパーを所望の位置に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上記の構成としたことにより、以下の効果を奏する。
【００１８】
請求項１の発明によれば、減衰比（ζ）が一定となるように、シリンダーの内壁とピストンの摺動隙間を設定すべく、シリンダーの内壁径を可変させているため、被支持体の質量に依存せず、一定の減衰性能を得ることが出来る。
【００１９】
請求項２の発明によれば、キャスターに油圧式ダンパーを備え、すなわち、キャスターに振動減衰機能を備えることにより、被支持体を支持した状態で、床面を移動せしめても、例えば、床面の凹凸により印加される振動衝撃が被支持体に伝達することを抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
以下、本発明に係る油圧式ダンパーの一実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る油圧式ダンパーの要部構成を示すモデル図であり、質量ｍ１の被支持体（図示せず）を支持している際の縦断面図である。図２は本発明の一実施形態に係る油圧式ダンパーの要部構成を示すモデル図であり、質量ｍ２の被支持体（図示せず）を支持している際の縦断面図である。
【００２２】
図１及び図２において、１は油圧式ダンパー本体である。２は内部に油３が充填された円筒状のシリンダーであり、軸方向（図中Ｚ方向）に先細る内壁２ａが形成されている。４はシリンダー２を略密封するための蓋であり、ピストン５の軸部５ｂが挿通する孔が形成されている。ピストン５はシリンダー２の内壁２ａと所定の隙間を有して摺動する摺動部５ａ、軸部５ｂ、被支持体（図示せず）の荷重が印加される端面部５ｃが一体に形成されてなる。
【００２３】
６は弾性部材であり、本実施形態においてはコイルばねである。なお、弾性部材６は、コイルばねに限らず、皿ばねなどでも良い。弾性部材６は端部５ｃに印加された被支持体の荷重に対する反力を発生させるものである。すなわち、図１は、質量ｍ１の被支持体が支持された状態において、端部５ｃに当該被支持体の質量ｍ１が印加されることにより、弾性部材６が圧縮なされ、つりあった状態にある。同様に、図２は、質量ｍ２の被支持体が支持された状態において、端部５ｃに当該被支持体の質量ｍ２が印加されることにより、弾性部材６が圧縮なされ、つりあった状態にある。
【００２４】
図１及び図２から明らかなように、ｍ１＜ｍ２であり、つりあった状態において、摺動部５ａの位置が図１より図２の方が低い（図中Ｚ方向側）。
【００２５】
ところで、このような油圧式ダンパーの減衰性能は、減衰比（ζ）に依存することが知られている。
【００２６】
そして、減衰比（ζ）は理論的には、上述した数式１及び数式２から求まる。
【００２７】
数式１及び数式２から明らかなように、減衰比（ζ）の値は、質量（ｍ）が大きくなるにつれ、小さくなる。すなわち、質量の大きな（重い）被支持体を支持する場合には、ばね定数（ｋ）及び粘性減衰係数（ｃ）が一定との条件においては、減衰比（ζ）の値が小さくなることにより、減衰性能が悪化する。
【００２８】
しかしながら、本実施形態では、図１の状態と比較して、図２の状態では、内壁２ａと摺動部５ａの摺動隙間は小さくなっている。そして、数式２より、図１に示すｄｃ１及びｄｐ、図２に示すｄｃ２及びｄｐから粘性減衰係数（ｃ）を求めた場合、図１における粘性減衰係数（ｃ）より図２における粘性減衰係数（ｃ）の方が大きくなる。
【００２９】
すなわち、数式１から明らかなように、減衰比（ζ）の値は、被支持体の質量（ｍ）が大きくなるにつれ、小さくなるが、一方で、粘性減衰係数（ｃ）が大きくなるにつれ、大きくもなる。従って、図１と図２を比較した場合、被支持体の質量（ｍ）は図１より図２の方が大きく、粘性減衰係数（ｃ）は逆に図２より図１の方が大きい。その結果として、減衰比（ζ）は図１と図２で同等の値とすることが可能となる。
【００３０】
本実施の形態においては、加工が容易なように、直線状の斜面となった内壁２ａとしているが、減衰性能の一層の向上を図るためには、被支持体の質量（ｍ）に依存せず、減衰比（ζ）が一定となるように、粘性減衰係数（ｃ）を可変することが望ましい。そして、粘性減衰係数（ｃ）を可変するには、内壁２ａと摺動部５ａの摺動隙間を可変すれば良い。
【００３１】
すなわち、被支持体の質量（ｍ）と弾性部材６のばね定数（ｋ）より、ピストン５の摺動部５ａの位置を求め、当該位置におけるシリンダー２の内壁径ｄｃを数式１及び数式２より逆算し、形成すれば良い。
【００３２】
以上、実施形態１について説明したが、本発明の要旨は、ピストン５がシリンダー２内部の奥側（図中Ｚ方向）に移動するにつれ、シリンダー２の内壁２ａとピストン５の摺動部５ａとの摺動隙間が小さくなるように、シリンダー２の内壁径ｄｃを可変させることにある。更には、減衰比（ζ）が一定となるように、シリンダー２の内壁径ｄｃを可変させることにある。
【００３３】
従って、本要旨を構成する中においては、実施形態１の構成に限られることなく、適宜設計変更可能である。
【００３４】
例えば、弾性部材６は、端部５ｃと蓋４の間に設けられた構成でも良く、その設置場所は限定されない。また、圧縮ばねとしても引っ張りばねとしても良い。更には、圧縮可能な気体により被支持体の荷重の反力を生じさせても良い。
【００３５】
また、シリンダー２の内壁径ｄｃを連続的に可変させるのではなく、不連続（段付き）に可変させても良い。
【００３６】
また、円筒状のシリンダーに限らず、断面矩形のシリンダーでも良い。
【００３７】
以上、実施形態１の構成について説明したが、以下に本発明の奏する格別の効果について纏める。
【００３８】
更に、減衰比（ζ）が一定となるように、シリンダー２の内壁２ａとピストン５の摺動部５ａとの摺動隙間を設定すべく、シリンダー２の内壁径ｄｃを可変させているため、被支持体の質量に依存せず、一定の減衰性能を得ることが出来る。その結果、支持可能な被支持体の質量幅が広がる。
【００３９】
実施の形態２．
以下、本発明に係る他の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００４０】
図３は実施形態１に係る油圧式ダンパーを備えた油圧式ダンパー付きキャスターのモデル図である。
【００４１】
図３に示すような油圧式ダンパーを備えたキャスターは公知技術であるため、その構成及び機能の説明は省略する。本実施形態の特徴は、シリンダーとピストンの摺動隙間が一定である従来の油圧式ダンパーに換えて、実施形態１に示した油圧式ダンパーを備えた点にある。
【００４２】
このような構成とすることにより、キャスター７に油圧式ダンパー１を備え、すなわち、キャスター１に振動減衰機能を備えることにより、被支持体８を支持した状態で、床面を移動せしめても、例えば、床面の凹凸により印加される振動衝撃が被支持体８に伝達することを抑制することが出来る。そして、支持する被支持体８の質量幅は広がる。
【００４３】
なお、本実施形態２の通り、キャスター７に油圧式ダンパー１を備えた構成においては、当該油圧式ダンパーにおける減衰比（ζ）は、通常の床面のキャスター７の移動時に印加され得る振動周波数帯を加味し、減衰比（ζ）＝０．６とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る油圧式ダンパーの要部構成を示すモデル図であり、質量ｍ１の被支持体（図示せず）を支持している際の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る油圧式ダンパーの要部構成を示すモデル図であり、質量ｍ２の被支持体（図示せず）を支持している際の縦断面図である。
【図３】実施形態１に係る油圧式ダンパーを備えた油圧式ダンパー付きキャスターのモデル図である。
【図４】従来の油圧式ダンパーのモデル図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  油圧式ダンパー
２  シリンダー
３  油
５  ピストン
５ｃ  ピストンの端部
６  弾性部材
７  油圧式ダンパー付きキャスター
８  被支持体
ｄｃ  シリンダーの内壁径
【図１】
2008190631.tif 000007
【図２】
2008190631.tif 000008
【図３】
2008190631.tif 000009
【図４】
2008190631.tif 000010