【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を備え、前記ケーシングと前記可動体との間のシールを成す第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ダンパ装置。
【請求項２】第２弾性体は高分子材料で形成した請求項１記載のダンパ装置。
【請求項３】オリフィス孔は第２弾性体と前記第２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第２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】オリフィス孔は第２弾性体に形成し、かつ前記オリフィス孔の断面積は前記第２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１１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１２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を備え、前記ケーシングと前記可動体との間のシールを成す第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、第１弾性体と第２弾性体とを個別に設けていることから、各々の弾性体の形状を単純化することができ、異種材料の弾性体を用いることもできる。また、オリフィス孔の断面積の変化は第２弾性体の形状や寸法等に依存しているが、上記発明では第１弾性体と第２弾性体とを個別に設けていることから、任意に第２弾性体の形状や特性等を変更することが可能である。このため、可動体に作用する力に応じたオリフィス孔の断面積の変形を任意に設定でき、任意の特性を有するダンパ装置を得ることができる。
【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を備え、前記ケーシングと前記可動体との間のシールを成す第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。可動体に力が作用すれば、流体すなわちケーシングの内圧が変化し、この内圧を受けて第２弾性体は変形する。この第２弾性体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弾性体と第２弾性体とを個別に設けていることから、各々の弾性体の形状を単純化することができる。また、第１弾性体と第２弾性体とを個別に設けていることから、任意に第２弾性体の材質や形状等を変更することが可能である。このため、可動体に作用する力に応じたオリフィス孔の断面積の変形を容易に設定でき、任意の特性を有するダンパ装置を得ることができる。
【００１０】
また、請求項２に記載のように、第２弾性体は高分子材料で形成したものである。ゴムやエラストマーなどの高分子材料の弾性変形を利用すると、可動体に作用する力に応じて高分子材料の変形量は変化するため、作用する力に応じて断面積が変化するオリフィス孔を容易に形成することができ、上記特性を有するダンパ装置を得ることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載のように、オリフィス孔は第２弾性体と前記第２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第２弾性体が変形することにより変化するものである。第２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、第２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第２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。
【００１２】
また、請求項４に記載のように、オリフィス孔は第２弾性体に形成し、かつ前記オリフィス孔の断面積は前記第２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第２弾性体は変形し、第２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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
【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。
【００１７】
（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。
【００１８】
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弾性体１４を設けており、ここでは第１弾性体１４としてＯリングを用いている。また、ゴム等の高分子材料からなる第２弾性体１５と、それに対向してオリフィス部材１６を設けており、オリフィス部材１６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１６の第２弾性体１５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第２弾性体１５とオリフィス部材１６との間にオリフィス孔１７は形成されている。ここで、オリフィス孔１７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。
【００１９】
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第２弾性体１５との間に設けたオリフィス孔１７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１７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１７の形状や断面積に依存する。
【００２０】
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）に示すように第２弾性体１５は圧縮され、変形する。この第２弾性体１５の変形によって、オリフィス孔１７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弾性体１５の変形量も変化し、オリフィス孔１７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１７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弾性体１５の圧縮量つまりオリフィス孔１７の変形量も増加し、オリフィス孔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。
【００２１】
なお、図３のＥに示したようなダンパ装置の特性は、第２弾性体１５の変形特性やオリフィス孔１７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。
【００２２】
また、本発明では第1弾性体１４と第２弾性体１５とを個別に設けているが、図２のような構成では両者ともゴム材料であるため、例えば図５のように一体に形成した弾性体１８を設置する場合も考えられ、この場合、上記と同様の作用、効果は得られるが、１つの弾性体１８が両者の機能を兼ね備えているため、形状が複雑になってしまう。これに対して、本発明のように両者を個別に設けた場合には各々の弾性体１４，１５の形状を単純化でき、図１に示したように、第１弾性体１４としてはＯリングなど市販の安価のシール材を使用し、第２弾性体１５としては円盤状のゴムシートを使用することもできる。さらに、上記したようにオリフィス孔１７の断面を変化させるのは第２弾性体１５の弾性変形によってであるが、この変形特性は第２弾性体１５の形状寸法や材質等によって異なる。第１弾性体１４と第２弾性体１５とを個別に設けていることから、容易に第２弾性体１５の材質や形状等を変更することができ、任意の特性を有するダンパ装置を得ることができる。
【００２３】
なお、第1弾性体１４はシール材であるため一般にはゴム系の材料の使われることが多いが、第１と第２の弾性体を分離していることから、第２弾性体１５はそれ以外の弾性体、例えばばね等の金属材料であってもかまわない。また、第１弾性体１４としてＯリングを用いたが、Ｘリング、ピストンシールやＶパッキン等のシール手段であってもよく、またゴム系以外の材料であってもよい。
【００２４】
なお、図では可動体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６（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例２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、可動体部分の構成が異なる場合の例であり、可動体と、第１および第２弾性体１４，１５と、オリフィス部材１６を図６（ａ）に示すような構成で設置している。この構成では第１弾性体１４はケーシング１０と可動体１１との間を直接シールするのではなく、オリフィス部材１６とケーシング１０との間をシールしている。しかし、可動体１１に左向きの力を作用した場合、粘性流体１３は図６（ｂ）の矢印のように流れ、オリフィス孔１７以外の通路を通過することはない。このため、実施例１と同様の作用、効果を成す。つまり、第１弾性体１４は、可動体１１に力を作用した時に、オリフィス孔１７以外の通路を粘性流体１３が基本的に通過しないような構成で設置されていればよい。なお、第２弾性体１５、オリフィス部材１６やオリフィス孔１７の部分の動作、作用は実施例１と同様であり、同様の効果が得られる。
【００２７】
（実施例３）
図７（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。
【００２８】
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１７を第２弾性体１５に形成した場合の例であり、図に示すように、第２弾性体１５を貫通してオリフィス孔１７が設けられている。
【００２９】
動作、作用は実施例１とほぼ同様であるが、可動体１１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、第２弾性体１５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７（ｂ）に示すように第２弾性体１５は圧縮され、この第２弾性体１５に設けられているオリフィス孔１７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。
【００３０】
また、図７の例おいて、第２弾性体１５の外径寸法を変えた場合の特性を図８に示す。図３と同様に、横軸はダンパ負荷（可動体に作用する力）、縦軸は可動体１１の動作速度である。オリフィス孔１７の寸法が同一でも、外径の異なる第２弾性体１５を用いることにより、異なる特性が得られる。本発明では、第１弾性体１４と第２弾性体１５とを個別に設けていることから、容易に第２弾性体１５の材質や形状等を変更することができ、任意の特性を有するダンパ装置を得ることができる。
【００３１】
なお、この場合は実施例１と違ってオリフィス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。
【００３２】
（実施例４）
図９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。
【００３３】
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１７を複数個設けた場合の例であり、第２弾性体に２個のオリフィス孔を形成している。各々のオリフィス孔１７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１７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１７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１０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１７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。
【００３４】
【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第２弾性体を設けており、可動体に加わる力に応じて第２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弾性体と、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弾性体とを個別に設けており、各々の弾性体の形状を単純化することができる。また、第２弾性体の材質や形状等を任意に変更することも可能である。オリフィス孔の断面積の変化は、第２弾性体の形状や特性に大きく影響されることから、第２弾性体の材質や形状を変化させることにより任意の特性を有するダンパ装置を得ることができる。
【００３５】
また、第２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。
【００３６】
また、オリフィス孔を第２弾性体と第２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、第２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。
【００３７】
また、オリフィス孔を第２弾性体に形成した場合には、第２弾性体の弾性変形により第２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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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】同ダンパ装置の第１と第２弾性体が一体で形成されている場合の部分拡大断面図
【図６】（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７】（ａ）本発明の実施例３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８】第２弾性体の外径が異なる場合のダンパ特性を示す特性図
【図９】本発明の実施例４のダンパ装置の部分拡大断面図
【図１０】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１１】（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１２】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弾性体
１５  第２弾性体
１６  オリフィス部材
１７  オリフィス孔
１８  弾性体