JP2018168959A - 摩擦ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦力を容易に調整することができる摩擦ダンパを提供する。【解決手段】摩擦ダンパ１は、シリンダ１０、ロッド２０及び摩擦部材３０を備えている。シリンダ１０は筒状に形成されている。ロッド２０は、軸方向に往復移動自在であり、一部がシリンダ１０に収納されている。ロッド２０の外周面には、複数の溝部（凹部）２３が形成されている。摩擦部材３０は、複数の溝部２３に配されて、シリンダ１０の内周面に摺動自在に当接している。【選択図】図１

Description

本発明は摩擦ダンパに関する。

特許文献１は従来の摩擦ダンパを開示している。この摩擦ダンパは、シリンダ及び摩擦部材としての摺動リングを備えている。シリンダは円筒形状に形成されている。摩擦部材はシリンダ内を摺動して所要の摩擦力を発生する。すなわち、この摩擦ダンパは、シリンダと摩擦部材間の摺動により摩擦力を発生する。

特開２０００−３１７１９４号公報

特許文献１の摩擦ダンパの場合、シリンダと摩擦部材間で摩擦力を発生するので、所望する摩擦力を発生させるためには厳密な寸法精度で摺動面を仕上げる必要がある。しかし、摺動面の寸法の違いによって生じる摩擦力に大きな差が生じてしまうおそれがあった。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、摩擦力を容易に調整することができる摩擦ダンパを提供することを解決すべき課題としている。

本発明の摩擦ダンパは、シリンダ、ロッド、複数の凹部及び摩擦部材を備えている。シリンダは筒状に形成されている。ロッドは、軸方向に往復移動自在であり、一部がシリンダに収納されている。複数の凹部は、シリンダの内周面及びロッドの外周面の一方に形成されている。摩擦部材は、複数の凹部の少なくとも１つに配されて、シリンダの内周面及びロッド外周面の他方に摺動自在に当接する。

このような構成により、本発明の摩擦ダンパは、複数の凹部に配置する摩擦部材の数を変更することにより、摺動面との当接面積及び当接圧力の大きさを容易に変更することができる。

したがって、本発明の摩擦ダンパは、摩擦力を容易に調整することができる。

本発明の摩擦ダンパにおいて、摩擦部材はＯリングであり得る。そして、凹部はシリンダの内周面又はロッドの外周面の周方向に環状に形成された溝部であり、Ｏリングが嵌合され得る。この場合、Ｏリングは規格品であるので寸法精度に優れ、摺動面との当接面積や当接圧力の大きさのバラツキが抑えられて所望の減衰力を容易に発生させることができる。また、摩擦部材を別途設計、製造する場合と比較してコストダウンを図ることができる。

実施形態１の摩擦ダンパを模式的に示す側面断面図である。 実施形態２の摩擦ダンパを模式的に示す側面断面図である。

本発明の摩擦ダンパを具体化した実施形態１及び２について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態では、車いすやベビーカー、運搬台車等のキャスタに用いられる摩擦ダンパを例示する。摩擦ダンパは、例えば、キャスタの取付ブラケットと車輪との間に設けたリンク機構等の機構部に組み込まれることで、点字ブロック等の凹凸や段差のある路面を走行する際の振動を減衰したり、衝撃を緩和したりすることができる。

＜実施形態１＞
実施形態１の摩擦ダンパ１は、図１に示すように、シリンダ１０、ロッド２０及び摩擦部材３０を備えている。また、摩擦ダンパ１は、ロッド側ジョイント部４０、弾性部材５０及びカバー部材６０を備えている。

シリンダ１０は円筒形状に形成されている。シリンダ１０は樹脂製である。シリンダ１０は、挿通部１１及びシリンダ側ジョイント部１２を有している。挿通部１１は、シリンダ１０の一方の端部１０Ａ側に設けられてロッド２０が挿通されている。シリンダ１０の他方の端部１０Ｂ側の内周面は、端部１０Ａ側の内周面の内径よりも拡径して形成されている。これにより、シリンダ１０の内周面には段差状の段差部１０Ｃが形成されている。段差部１０Ｃには、後述するロッド２０の拡径部２２を受ける。

また、シリンダ１０の端部１０Ｂ側の外周面１０Ｄは端部１０Ａ側の外周面１０Ｅよりも拡径して形成されている。このように端部１０Ｂ側の外周面１０Ｄを拡径して形成したことにより、シリンダ１０の外周面には段差状の段差部１０Ｆが形成されている。段差部１０Ｆは後述する弾性部材５０の一方の端部を受ける。

シリンダ側ジョイント部１２は、挿通部１１に隣接してシリンダ１０の端部１０Ｂ側に設けられている。シリンダ側ジョイント部１２は、ロッド側ジョイント部４０とともに、摩擦ダンパ１が機構部に組み込まれたときの他部材との連結部位となる部位である。シリンダ側ジョイント部１２にはピン等を挿通可能な貫通孔１２Ａが形成されている。

ロッド２０は軸方向に往復移動自在である。ロッド２０は、その一部がシリンダ１０に収納されている。ロッド２０は樹脂製である。ロッド２０は円柱状に形成されている。ロッド２０は、シリンダ１０の挿通部１１の内径よりも僅かに小さい外径を有している。ロッド２０は、一方の端部２０Ａに縮径部２１が形成され、他方の端部２０Ｂに拡径部２２が形成されている。ロッド２０は、シリンダ１０の端部１０Ｂ側からシリンダ１０内に挿通され、端部２０Ａ側がシリンダ１０の端部１０Ａから突出した状態で配されている。縮径部２１はロッド側ジョイント部４０に挿入されている。拡径部２２はシリンダ１０の段差部１０Ｃに当接する。拡径部２２は、ロッド２０がシリンダ１０の端部１０Ａ側から抜け出てしまうことを防止する抜け止めとして機能する。

ロッド２０の軸方向中間の外周面には溝部（本発明に係る凹部として例示する）２３が形成されている。溝部２３は、ロッド２０の外周面の周方向に環状に形成されている。溝部２３は複数（図１中６つ）形成されている。各溝部２３はロッド２０の軸方向に並んで設けられている。

摩擦部材３０はロッド２０に形成された複数の溝部２３の夫々に配されている。摩擦部材３０は、シリンダ１０の挿通部１１の内周面に摺動自在に当接している。本実施形態において、摩擦部材３０はニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）製のＯリングを採用している。

摩擦部材３０は、シリンダ１０とロッド２０の間の相対移動により摩擦力を生じて減衰力を発生する。本実施形態の場合、摩擦部材３０は、ロッド２０がシリンダ１０に対して軸方向に相対移動することによりロッド２０とともにシリンダ１０に対して相対移動し、その外周面と、シリンダ１０の内周面との間に摩擦力を生じさせる。すなわち、実施形態１の摩擦ダンパ１において、摩擦面とは、摩擦部材３０の外周面（外表面）及びシリンダ１０の内周面である。そして、これら摩擦面同士の摺動により生じる摩擦力は、ロッド２０の軸方向の移動を抑制する減衰力として作用する。なお、本実施形態において、摩擦面の一方となるシリンダ１０には、摺動性に優れた材料であるポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）樹脂を採用している。

ロッド側ジョイント部４０はシリンダ側ジョイント部１２とともに他部材との連結部位とされる。ロッド側ジョイント部４０は樹脂製である。ロッド側ジョイント部４０にはピン等を挿通可能な貫通孔４０Ａが形成されている。ロッド側ジョイント部４０は、円板状に形成された底部４１と、この底部４１の周縁から軸方向に延びる筒状に形成された筒部４２とを有する有底筒状に形成されている。底部４１の径方向の中央部には貫通孔４１Ａが形成されている。貫通孔４１Ａにはロッド２０の縮径部２１が挿通されている。縮径部２１の先端部には、筒部４２側からプッシュナット４３が取着されている。これにより、ロッド側ジョイント部４０とロッド２０が固定されている。ロッド側ジョイント部４０は、シリンダ１０及びロッド２０が相対移動する際には、ロッド２０とともにシリンダ１０に対して相対移動する。また、底部４１の周縁部には段差状の段差部４１Ｂが形成されている。段差部４１Ｂは弾性部材５０の一方の端部を受けている。

弾性部材５０は、シリンダ１０の外周に配されている。具体的には、弾性部材５０は、円筒形状の発泡ウレタンを採用しており、その内周にシリンダ１０を端部１０Ａ側から挿入する形態でシリンダ１０の外周に配されている。弾性部材５０の一方の端部は、シリンダ１０の外周に設けられた段差部１０Ｆに当接し、他方の端部は、ロッド側ジョイント部４０の底部４１の周縁に形成された段差部４１Ｂに当接している。これにより、弾性部材５０は、ロッド２０の端部２０Ａ側のシリンダ１０からの突出長さが長くなる方向（図１の左右方向）へ弾性力を付与する。換言すると、弾性部材５０は、摩擦ダンパ１を伸長させる方向に弾性力を付与する。

カバー部材６０は樹脂からなる円筒状に形成されており、弾性部材５０の外周面を覆って配置されている。カバー部材６０はロッド側ジョイント部４０からシリンダ１０側に向かって挿通されている。カバー部材６０はロッド側ジョイント部４０の底部４１に圧入により固定されている。したがって、シリンダ１０とロッド２０とが相対移動する際には、ロッド２０とともにシリンダ１０に対して相対移動する。

次に、実施形態１に係る摩擦ダンパ１の作用効果について説明する。
摩擦ダンパ１が外力を受けて収縮したり、外力を取り除かれて弾性部材５０の弾性力により伸長したりする時には、ロッド２０の溝部２３に嵌め込まれた摩擦部材３０がシリンダ１０の内周面を摺動して摩擦力が生じる。この摩擦力が伸縮に抗して作用することにより、収縮又は伸長の運動を減衰させる減衰力として作用する。

摩擦ダンパ１の減衰力を調整する場合には、溝部２３に配置する摩擦部材３０の数を調整する。すなわち、摩擦ダンパ１を組み立てる際、所望の減衰力が得られるように、ロッド２０に形成された溝部２３に配置する摩擦部材３０の数を調整する。これによって伸縮時に生じる摩擦力の大きさが変化して減衰力が調整される。

以上のように、本実施形態１の摩擦ダンパ１は、シリンダ１０、ロッド２０及び摩擦部材３０を備えている。シリンダ１０は筒状に形成されている。ロッド２０は、軸方向に往復移動自在であり、一部がシリンダ１０に収納されている。ロッド２０の外周面には、複数の凹部としての溝部２３が形成されている。摩擦部材３０は、複数の溝部２３に配されて、シリンダ１０の内周面に摺動自在に当接している。

このような構成により、摩擦ダンパ１は、ロッド２０の外周面に複数の溝部２３が形成されており、この溝部２３に配置する摩擦部材３０の数を変更することによって摺動面との当接面積及び当接圧力の容易に変更することができる。

したがって、摩擦ダンパ１は、摩擦力を容易に調整することができる。

また、摩擦ダンパ１では、摩擦部材３０としてＯリングを採用している。そして、溝部２３はロッド２０の外周面の周方向に環状に形成されており、摩擦部材３０としてのＯリングが嵌合されている。このように、摩擦部材として、規格品で寸法精度に優れたＯリングを採用したので、摺動面との当接面積や当接圧力のバラツキが抑えられて所望の減衰力を容易に発生させることができる。また、Ｏリングを採用したことにより、摩擦部材を別途設計、製造する場合と比較してコストダウンを図ることができる。

また、摩擦ダンパ１では、シリンダ１０、ロッド２０、ロッド側ジョイント部４０、弾性部材５０、及びカバー部材６０等の主要部品を樹脂により形成している。このため、これらの部品を金属で形成する場合と比較して、より容易に形成することができる。その結果、摩擦ダンパ１の製造コストの削減を図ることができる。

＜実施形態２＞
次に、図２などを参照し、実施形態２について説明する。
図２に示す実施形態２の摩擦ダンパ２０１は、摩擦部材の配置形態の点において、実施形態１の摩擦ダンパ１と異なる。その他の部分において、実施形態１と略同一の構成、機能を有する部分については実施形態１と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図２に示すように、実施形態２の摩擦ダンパ２０１は、シリンダ２１０及びロッド２２０を備えている。シリンダ２１０の挿通部２１１の内周面には凹部としての溝部２１３が形成されている。溝部２１３は、シリンダ２１０の内周面の周方向に環状に形成されている。溝部２１３は複数（図２中６つ）形成されている。各溝部２１３はシリンダ２１０の軸方向に並んで設けられている。このように、溝部２１３はシリンダ２１０の内周面に形成されている。

ロッド２２０は、実施形態１とは異なり溝部（凹部）は形成されていない。ロッド２２０の外周面には、シリンダ２１０の各溝部２１３に配置された摩擦部材３０が摺動自在に当接している。本実施形態の場合、摩擦部材３０は、ロッド２２０がシリンダ１０に対して軸方向に相対移動することによりシリンダ２１０とともにロッド２２０に対して相対移動し、その内周面と、ロッド２２０の外周面との間に摩擦力を生じさせる。すなわち、実施形態２の摩擦ダンパ１において、摩擦面とは、摩擦部材３０の内周面（外表面）及びロッド２２０の外周面である。なお、本実施形態において、摩擦面の一方となるロッド２２０はＰＰＳ樹脂により形成されている。一方、シリンダ２１０には他の一般的な機械構造用樹脂材料により形成されている。

摩擦ダンパ２０１が外力を受けて収縮したり、外力を取り除かれて弾性部材５０の弾性力により伸長したりする時には、シリンダ２１０の溝部２１３に嵌め込まれた摩擦部材３０がロッド２２０の外周面を摺動して摩擦力が生じる。この摩擦力が伸縮に抗して作用することにより、収縮又は伸長の運動を減衰させる減衰力として作用する。

摩擦ダンパ２０１の減衰力を調整する場合には、実施形態１と同様に、溝部２１３に配置する摩擦部材３０の数を調整する。すなわち、摩擦ダンパ２０１を組み立てる際、所望の減衰力が得られるように、シリンダ２１０に形成された溝部２１３に配置する摩擦部材３０の数を調整する。これによって伸縮時に生じる摩擦力の大きさが変化して減衰力が調整される。

この場合も、実施形態１の摩擦ダンパ１と同様の作用効果を奏し、容易に摩擦力の調整を行うことができる。

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態１及び２に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施形態１及び２では、摩擦部材としてニトリルゴム製のＯリングを例示したが、これは必須ではない。摩擦部材は、Ｏリング以外の規格品を採用してもよいし、別途設計、製造したものであってもよい。また、摩擦部材の形状や材質等もこれに限定されない。摩擦部材の形状としては、球状、円弧状、方体等の多角形状等であることができる。また、摩擦部材の材質としては、ウレタンゴム等、ニトリルゴム以外の他のエラストマ等を採用してもよい。
（２）実施形態１及び２では、凹部として環状に形成した溝部を例示したが、これは必須ではない。凹部の形状としては、有底孔や円弧状溝等であることができる。
（３）実施形態１及び２では、摩擦ダンパの主要な部材を樹脂により形成する形態を例示したが、一部又は全ての部品を金属等の他の材料により形成する形態であってもよい。また、樹脂を採用する場合も特定の樹脂材料に限定されない。
（４）実施形態１及び２では、摩擦部材と摺動して摩擦面となる面を有するシリンダ及びロッドをＰＰＳ樹脂により形成する形態を例示したが、これは必須ではない。これら摩擦面を有する部材にも他の部材と同様の樹脂材料を採用してもよいし、金属材料等の他の材質の材料を採用してもよい。
（５）実施形態１及び２では、弾性部材として円筒形状の発泡ウレタンを採用する形態を例示したが、弾性部材の形態は特に限定されない。弾性部材は、発泡ウレタン以外の弾性を有する他のエラストマや、金属のコイルばね等の他の形態の弾性部材としてもよい。なお、本発明において弾性部材は必須の構成ではない。

１，２０１…摩擦ダンパ、１０，２１０…シリンダ、１０Ａ，１０Ｂ…シリンダの端部、１０Ｃ…シリンダ内周の段差部、１０Ｄ，１０Ｅ…シリンダの外周面、１０Ｆ…シリンダ外周の段差部、１１，２１１…挿通部、１２…シリンダ側ジョイント部、１２Ａ…貫通孔、２０…ロッド、２０Ａ，２０Ｂ…ロッドの端部、２１…縮径部、２２…拡径部、２３，２１３…溝部、３０…摩擦部材、４０…ロッド側ジョイント部、４０Ａ…貫通孔、４１…底部、４１Ａ…貫通孔、４１Ｂ…段差部、４２…筒部、４３…プッシュナット、５０…弾性部材、６０…カバー部材

Claims (2)

1. 筒状のシリンダと、
   軸方向に往復移動自在であり、一部が前記シリンダに収納されたロッドと、
   前記シリンダの内周面及び前記ロッドの外周面の一方に形成された複数の凹部と、
   前記複数の凹部の少なくとも１つに配されて、前記シリンダの内周面及び前記ロッド外周面の他方に摺動自在に当接する摩擦部材と、
   を備えていることを特徴とする摩擦ダンパ。
2. 前記摩擦部材はＯリングであり、
   前記凹部は前記シリンダの内周面又は前記ロッドの外周面の周方向に環状に形成された溝部であり、前記Ｏリングが嵌合されていることを特徴とする請求項１記載の摩擦ダンパ。

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