【手続補正書】
【提出日】平成15年9月1日(2003.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】ダンパ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】ケーシングと、前記ケーシング内に封入した流体と、前記ケーシング内に設けた可動体と、前記可動体の動作に伴って前記流体が流れる細孔や隙間等のオリフィス孔と、前記ケーシングと前記可動体との間のシール性を保つ第１弾性部および前記可動体に加わる力に応じて前記オリフィス孔の断面積を変化させるための第２弾性部とを一体形成した弾性体とからなるダンパ装置。
【請求項２】第１弾性部と第２弾性部とで弾性体の厚さを不均一とした請求項１記載のダンパ装置。
【請求項３】オリフィス孔は弾性体と前記弾性体に対向して設けたオリフィス部材との間に形成し、かつ前記オリフィス孔の断面積は前記弾性体が変形することにより変化する請求項１または２記載のダンパ装置。
【請求項４】オリフィス孔は弾性体に形成し、かつ前記オリフィス孔の断面積は前記弾性体が変形することにより変化する請求項１または２記載のダンパ装置。
【請求項５】オリフィス孔を複数個設けた請求項１ないし４のいずれか１項記載のダンパ装置。
【請求項６】オリフィス孔の断面積は、可動体に加わる力が増加することにより減少する請求項１ないし５のいずれか１項記載のダンパ装置。
【請求項７】可動体の移動速度が略一定になるようにオリフィス孔の断面積が変化する請求項１ないし６のいずれか１項記載のダンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動体に加わる負荷に応じて可動体の動作特性（ダンパ特性）を制御するダンパ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可動体の動作特性を制御するダンパ装置として、たとえば特開平７−１０３２７７号公報に記載されているようなものがある。このダンパ装置は図８に示すように円筒状のケーシング１にキャップ２が嵌合され、その内部には外部からの回転入力を受ける回転軸３がＢ１、Ｂ２方向に回動自在に支持され、その周面には、Ｂ１、Ｂ２方向への回転角に対応してピッチが変化するラセン状の溝４が形成されている。ケーシング１内には円板状の壁部材５が配置され、この壁部材５は溝４と係合しつつ回転軸３のＢ１、Ｂ２方向への回転に連動してガイド部６に沿ってＣ１、Ｃ２方向に摺動するように構成されていた。なおケーシング１内の空間には、粘性流体物質であるオイル７が充填されていた。
【０００３】
そして上記回転軸３を回転すると、回転角に対応してピッチの変化するラセン溝４が形成されているため、該ラセン溝４と係合している前記壁部材５は、前記回転軸３の回転角に応じて移動率が変化し、ダンパ作用の強さ（特性）が前記回転軸３の回転角位置に応じて変化するようになっていた。
【０００４】
例えば複写機の開閉部のように上部機体は一定の重量でありながら、開閉角度位置に応じて回転トルクが変化するものに装着して利用すると、機体の閉成動作時の衝撃を低減できるというものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のダンパ装置では、回転軸３の回転角度位置つまり動作位置に応じて、ダンパ作用の強さ（特性）ないしは動作速度を制御することは可能であるが、動作位置に関わらずダンパ装置に加わる負荷に対応してダンパ装置の動作特性を制御することはできなかった。
【０００６】
例えば、図９に示すラック昇降式の収納装置（例えば特開平７−１８０２９号公報）のように収納部である収納ラック８に入れる収納物の重量が一定していない場合がある。収納ラック８を引き降ろす際に、収納ラック８がゆっくりと降下するようにダンパ装置９が取付けられている。ダンパ装置９が上記従来の技術として説明したようなダンパ装置だと、収納物の重量が重いと収納ラックの降下速度が速くなり、危険に感じる恐れがあり、逆に収納物の重量が軽いと収納ラックの降下速度が遅く、じれったく感じたりするという課題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、ケーシングと、前記ケーシング内に封入した流体と、前記ケーシング内に配した可動体と、前記可動体の動作に伴って前記流体が流れる細孔や隙間等のオリフィス孔とを備え、前記ケーシングと前記可動体との間のシール性を保つ第１弾性体と、前記可動体に加わる力に応じて前記オリフィス孔の断面積を変化させるための第２弾性体とを個別に設けたものである。
【０００８】
上記発明によれば、可動体に力が加わると内圧が変化することから第２弾性体が変形し、その変形によってオリフィス孔の形状や断面積も変化する。可動体に加わる力が変れば、オリフィス孔の形状や断面積が変化することになり、可動体に作用する抵抗力の特性そのものが変化する。このため、可動体に作用する力に応じて動作特性（オリフィス孔の断面積）を変化させることができる。たとえば、可動体に作用する力の大きさが変化しても、可動体の動作速度を略一定に保つことも可能である。さらに、ケーシングと可動体との間のシールを成す第１弾性部とオリフィス孔の断面積を変化させるための第２弾性体とを個別に設けていることから、具品点数を減らし、ダンパ装置の構成を簡素化することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は請求項１に記載のように、ケーシングと、前記ケーシング内に封入した流体と、前記ケーシング内に配した可動体と、前記可動体の動作に伴って前記流体が流れる細孔や隙間等のオリフィス孔と、前記ケーシングと前記可動体との間のシール性を保つ第１弾性部および前記可動体に加わる力に応じて前記オリフィス孔の断面積を変化させるための第２弾性部とを一体形成した弾性体とからなるものである。
【００１０】
可動体に力が作用すれば、粘性流体すなわちケーシングの内圧が変化し、この内圧を受けて弾性体は変形する。この弾性体（第２弾性部）の変形によって断面積が変化するようにオリフィス孔は設けられており、可動体に加わる力に応じてオリフィス孔の形状や断面積は変化する。ダンパ装置の特性は主にオリフィス孔の形状や断面積に依存していることから、本発明のダンパ装置では可動体に作用する力に応じてダンパ作用そのもの特性を変化させることができる。さらに、第１弾性部と第２弾性部とを一体で形成していることから、ダンパ装置の簡素化を図ることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載のように、第１弾性部と第２弾性部とで弾性体の厚さを不均一としたものであり、第２弾性部の厚さを変えることにより、可動体に加わる力に応じた第２弾性部の変形特性を変化させることができる。これにより、オリフィス孔の断面積の変化特性も変わり、ダンパ装置の特性を任意に変更することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載のように、オリフィス孔は弾性体と前記弾性体に対向して設けたオリフィス部材との間に形成し、かつ前記オリフィス孔の断面積は前記弾性体が変形することにより変化するものである。弾性体とオリフィス部材との間に隙間等を設けることにより形成されたオリフィス孔の断面積は、弾性体が変形すれば変化する。可動体に作用する力が変化すれば弾性体の変形量も変化することからオリフィス孔の断面積も変化する。これによって、可動体に作用する力に応じてダンパ特性を変化させることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載のように、オリフィス孔は弾性体に形成し、かつ前記オリフィス孔の断面積は前記弾性体が変形することにより変化するものである。可動体に力が作用すれば弾性体は変形し、弾性体に形成されたオリフィス孔の形状や断面積も変化する。これにより可動体に作用する力に応じて特性の変化するダンパ装置を得ることができる。また、オリフィス部材等の別部材を用いる必要はなく、構成を簡素化できる。
【００１４】
また、請求項５に記載のように、オリフィス孔を複数個設けたものであり、一個のオリフィス孔だけでは成し得なかった特性を得ることが可能となる。
【００１５】
また、請求項６に記載のように、オリフィス孔の断面積は、可動体に加わる力が増加することにより減少することを特徴としたものであるり、形状が一定の固定オリフィスの場合と比べると、同負荷が作用した時の可動体の動作速度は遅くなることから負荷変動に対する安全手段として利用することもできる。
【００１６】
また、請求項７に記載のように、可動体の移動速度が略一定になるようにオリフィス孔の断面積が変化する構成としたものであり、ダンパ装置に加わる負荷が変動するような場合でも、ダンパ装置の動作速度を略一定に保つことができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１のダンパ装置の断面図、図２（ａ）、（ｂ）は同ダンパ装置の部分拡大断面図である。
【００１９】
図１、図２において、円筒状のケーシング１０の内部には、そのケーシング１０の内側に沿って動く樹脂や金属等の剛体からなる可動体１１があり、可動体１１にはケーシング１０の一部を貫通した軸体である連係部材１２が連結されている。ケーシング１０内にはオイル等の粘性流体１３が封入されており、ケーシング１０の内面と可動体１１の外面との隙間をシールする第１弾性部１４とオリフィス孔の断面積を変化させるための第２弾性部１５とを有する弾性体１６が設置されている。ここで弾性体１６はゴム等の高分子材料で形成されており、その弾性体１６に対向してオリフィス部材１７を設けており、オリフィス部材１７は左右方向に遊びのガタを有して装着（いわゆる遊着）している。オリフィス部材１７の弾性体１６と接している一部分に切り欠きを設けており、この切り欠き部分における弾性体１６とオリフィス部材１７との間にオリフィス孔１８は形成されている。ここで、オリフィス孔１８はケーシング１０の直径に比べて非常に小さい寸法の細孔である。また、可動体１１にも可動体１１を貫通して粘性流体１３を通過させるための通路が形成されている。
【００２０】
次に動作、作用について説明すると、軸体である連係部材１２をケーシング１０に押し込む力（図１、図２においては左方向へ作用する力）が加わると、その力は連係部材１２を介してそのまま可動体１１に加わり、可動体１１の左側の粘性流体１３ａを圧縮する。可動体１１に設けた通路およびオリフィス部材と弾性体１６との間に設けたオリフィス孔１８を通過して流体４は可動体１１の左側から右側へ流れる。これによって可動体１１は右側から左側に移動するが、粘性流体１３が細孔であるオリフィス孔１８を流れる際の抵抗力によって可動体１１は作用する力と逆方向の抵抗力を受け、動作速度はゆっくりとなる。これがダンパ効果である。なお、可動体１１の移動速度はオリフィス孔１８の形状や断面積に依存する。
【００２１】
また、可動体１１の左側の粘性流体１３ａが圧縮されると、オリフィス部材１７の表面にこの粘性流体１３の圧力が作用し、図２（ｂ）に示すように弾性体１６は圧縮され、変形する。この弾性体１６の第２弾性部１５の変形によって、オリフィス孔１８の断面形状や断面積も変化する。また、可動体１１に加わる力が変化すれば、粘性流体１３の圧縮力も変化することから、第２弾性部１５の変形量も変化し、オリフィス孔１８の形状あるいは断面積も変化する。したがって、可動体１１すなわちダンパ装置に加わる力に応じてオリフィス孔１８の断面積は変化することになる。図１や図２の構成では、可動体１１に作用する力が増加すれば、第２弾性部１５の圧縮量つまりオリフィス孔１８の変形量も増加し、オリフィス孔１８の断面積は減少する傾向にある。つまり、ダンパの特性を示すダンパ負荷（可動体に作用する力）と可動体１１の動作速度との関係は、一般の剛体に設けた固定オリフィスでは図３のＤのような関係であるのに対して、本開発のダンパ装置では例えばＥのような関係になる。したがって、負荷が大きくなった場合でも可動体１１の移動速度を抑えるように作用し、可動体１１の動作速度を一定の安全な速度以下に安定して保つことができる。
【００２２】
なお、図３のＥに示したようなダンパ装置の特性は、弾性体１６の変形特性やオリフィス孔１８の形状、断面積等のさまざまな要素によって決まるため、条件の変更により任意の特性を得ることができる。例えば、図４に示すような特性、つまりある値以上の負荷であれば、負荷が変動しても可動体１１の移動速度を略一定に保つことも可能である。
【００２３】
また、本発明では第1弾性部１４と第２弾性部１５とを一体で形成しているが、各々の弾性体を個別の弾性体として設置した場合と比べて、具品点数を減らし、ダンパ装置の構成を簡素化することができる。また、第１弾性部と第２弾性部とで弾性体の厚さを不均一としており、第２弾性部の方の厚さを厚くしている。第２弾性部の厚さを変えることにより、可動体に加わる力に応じた第２弾性部の変形特性を変化させることができ、オリフィス孔の断面積の変化特性も変わることから、ダンパ装置の特性を任意に変更することができる。なお、第１弾性部はシールに適した形状、寸法であればよい。
【００２４】
なお、弾性体１６としてはゴム系の材料を用いたが、エラストマーなどの他の高分子材料や、他の材質であってもよい。
なお、図１では可動体１１が直線上を移動する形態のダンパ装置についての例を示したが回転軸の回動に対して抵抗力を作用するロータリー式のダンパ装置や、それ以外の軌道のダンパ装置であってもよい。
【００２５】
（実施例２）
図５（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例３のダンパ装置の部分拡大断面図であり、図１に示した実施例１と同じ構成要素には同一の符号を付与している。
【００２６】
ダンパ装置全体の構成は実施例１と同様であるが、オリフィス孔１８を弾性体１６に形成した場合の例であり、図に示すように、弾性体１６の第２弾性部１５を貫通してオリフィス孔１８が設けられている。
【００２７】
動作、作用は実施例１とほぼ同様であるが、可動体に左向きに力を加えれば、可動体１１の左側の粘性流体１３ａが圧縮され、弾性体１６の表面にもこの粘性流体１３の圧力が作用する。これによって図５（ｂ）に示すように弾性体１６は圧縮され、この弾性体１６の第２弾性部１５に設けられているオリフィス孔１８の断面積も変化する。これにより、実施例１と同様の動作、作用および効果が得られる。
【００２８】
なお、この場合は実施例１と違ってオリフィス部材等の別部材を用いる必要がなく、簡単な構成で同様の効果を得ることができる。
【００２９】
（実施例３）
図６は本発明の実施例４のダンパ装置の部分拡大断面図であり、図１に示した実施例１と同じ構成要素には同一の符号を付与している。
【００３０】
ダンパ装置全体の構成は実施例１と同様であるが、オリフィス孔１８を複数個設けた場合の例であり、弾性体１６の第２弾性部１５に２個のオリフィス孔１８を形成している。各々のオリフィス孔１８が実施例１に示したような動作、作用をなし、それが複数個合わさることにより、一個のオリフィス孔１８だけでは成し得なかった特性を得ることが可能となる。オリフィス孔の断面積の変化しない固定オリフィス孔のダンパ装置では、固定オリフィス孔を複数個設置した場合の特性を１個の固定オリフィス孔のダンパ装置で同じ特性を得ることができるが、本発明のようにオリフィス孔の断面積が負荷によって変化する場合には得ることはできない。各々に設けたオリフィス孔１８の形状等は同じであっても、異なるものであってもよい。例えば図７に示すように破線Ｆ，Ｇで示すような特性のオリフィス孔１８を同時に設置した場合には、合わさって実線Ｈで示すような形状となり、より所望する特性に近いダンパ装置を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、可動体に加わる力に応じてオリフィス孔の断面積を変化させるための弾性体を設けており、可動体に加わる力に応じて弾性体は変形し、これに伴いオリフィス孔の形状や断面積も変化する。ダンパ装置の特性は主にオリフィス孔の形状や断面積に依存していることから、可動体に作用する力に応じてダンパ作用そのもの特性を変化させることができる。さらに、ケーシングと可動体との間のシールを成す第１弾性部と、可動体に加わる力に応じてオリフィス孔の断面積を変化させるための第２弾性部とを一体で形成していることから、ダンパ装置を簡素化することができる。
【００３２】
また、第１弾性部と第２弾性部とで弾性体の厚さを不均一とした場合には、第２弾性部の厚さを変えることにより、可動体に加わる力に応じた第２弾性部の変形特性を変化させることができる。これにより、オリフィス孔の断面積の変化特性も変わり、ダンパ装置の特性を任意に変更することができる。
【００３３】
弾性体をゴムやエラストマーなどの高分子材料で形成した場合には、高分子材料の弾性変形を利用することにより、可動体に作用する力に応じて断面積が変化するオリフィス孔を形成することができ、容易に上記特性を有するダンパ装置を得ることができる。
【００３４】
また、オリフィス孔を弾性体と弾性体に対向して設けたオリフィス部材との間に形成した場合には、弾性体の弾性変形によりオリフィス孔の断面積を変化させることができ、可動体に作用する力に応じてダンパ特性を変化させることができる。
【００３５】
また、オリフィス孔を弾性体に形成した場合には、弾性体の弾性変形により弾性体に形成されたオリフィス孔の断面積を変化させることができ、可動体に作用する力に応じてダンパ特性を変化させることができる。また、オリフィス部材等の別部材を用いる必要がなく、構成を簡素化できる。
【００３６】
また、オリフィス孔を複数個設けた場合には、一個のオリフィス孔だけでは成し得なかった特性を得ることが可能となる。
【００３７】
また、オリフィス孔の断面積は、可動体に加わる力が増加することにより減少することを特徴とした場合には、形状が一定の固定オリフィスの場合と比べると、同負荷が作用した時の可動体の動作速度は遅くなることから負荷変動に対する安全手段として利用することもできる。
【００３８】
また、可動体の移動速度が略一定になるようにオリフィス孔の断面積が変化する構成とした場合には、ダンパ装置に加わる負荷が変動するような場合でも、ダンパ装置の動作速度を略一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のダンパ装置の断面図
【図２】（ａ）同ダンパ装置の部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の左向きに力が作用した場合の部分拡大断面図
【図３】同ダンパ装置の負荷と可動体の動作速度の関係を表す特性図
【図４】同ダンパ装置の負荷と可動体の動作速度の関係を表す特性図
【図５】（ａ）本発明の実施例２のダンパ装置の部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の左向きに力が作用した場合の部分拡大断面図
【図６】本発明の実施例４のダンパ装置の部分拡大断面図
【図７】同ダンパ装置の負荷と可動体の動作速度の関係を表す特性図
【図８】（ａ）従来のダンパ装置の平面図
（ｂ）同ダンパ装置の断面図
【図９】ダンパ装置の使用例を示す装置の側面図
【符号の説明】
１０  ケーシング
１１  可動体
１２  連係手段
１３  粘性流体(流体)
１４  第１弾性部
１５  第２弾性部
１６  弾性体
１７  オリフィス部材
１８  オリフィス孔