CN1250859C - 阻尼机构 - Google Patents

Abstract

一种安装在一个开关件上的阻尼机构，该机构具有一个弧形柱塞，该柱塞的曲率半径和与其滑动地配合的圆筒的曲率半径相同。一个扭转螺旋弹簧使柱塞产生沿着一个方向进入圆筒的滑动。

Description

阻尼机构

本申请参照2000年9月11日提交的日本专利申请2000/275249并且要求其优先权，且该日本专利申请2000/275249通过引用结合在本文中。

发明背景

技术领域

本发明涉及一种阻尼机构，该阻尼机构作为一个附件安装在一个开关件上，例如门或盖，该开关件围绕一个给定的转动轴线转动。

背景技术

当一个使用铰链的门、盖或其他开关件沿着一个方向，例如关闭方向转动或移动，且可以通过这样一个转动力而使该开关件自动地关闭时，通常的做法是安装一个阻尼机构(或阻尼装置)，该机构可使开关件缓慢地转动，从而保证开关运动的安全性，并且可以减轻关闭时的撞击。

用于这种目的的现有技术中的阻尼机构的最简单的结构是一个单作用式阻尼机构，该机构具有一个封闭的管状圆筒和一个活塞，该活塞以可自由滑动的方式配装在该圆筒内，并且将圆筒的内部分隔成两个腔。这两个腔通过一个设置在活塞中的小孔而互相连通。沿着第一滑动方向对活塞作用的一个推动件，例如一个螺旋弹簧，设置在该两个腔中的一个腔内。此外，按照活塞的该滑动方向来调节小孔的开度的一个调压阀设置在该小孔内。该调压阀控制抵抗所施加的力抵靠在活塞上的流体压力。圆筒的底部和活塞杆的末端分别与一个固定侧(它是一个用来接纳开关件的结构)和一个活动侧(例如，一个诸如门这样的开关件)相连接。通常，螺旋弹簧起着使开关件关闭的作用，在这种情况下，调压阀使小孔变窄，从而可缓慢地关闭该开关件并且消除关闭时的撞击声。

在现有技术的阻尼机构中，在圆筒中滑动的活塞进行直线运动。因此，当阻尼机构直接安装在开关件上时，在由阻尼机构作用的推动(例如，施加的)力与该开关件的回转程度之间不可能保持一个固有的比例关系。而且，这种阻尼机构不能容易地使开关件转动一个较大的角度，因此需要安装某种类型的连接机构，以便于打开和关闭。

因此，现有技术的阻尼机构具有大量的零件，从而导致较大的重量和较高的生产成本。此外，由于有许多运动部件，现有技术的阻尼机构的维护(例如，可维护性)也是一个问题。

因此，需要提供一种简单和方便的阻尼机构，该机构能使部件的数量减至最少并且具有良好的可维护性。

发明内容

简单地说，根据本发明的一个方面，提供了一种阻尼机构，该装

置具有：一个圆筒，该圆筒在其第一端是敞开的，而在其第二端是封闭的，以及该圆筒形成一个具有预定曲率半径的弧形；一个具有与该圆筒相同的曲率半径的弧形柱塞，所述柱塞的第一端以这样的方式在该圆筒内滑动，使得它沿着一条与该预定的曲率半径相当的拱形通路移动；一个用来推动(例如，驱动)该柱塞沿着一个方向相对于该圆筒滑动的装置；一条设置在该柱塞的该第一端的通道，由该圆筒的该第一端所切开的该通道使该圆筒的内部与外部相连通；以及一个设置在该通道内部的调压阀，当该柱塞沿着该滑动方向移动时，该调压阀将使该通道的横截面积减小，而当该柱塞沿着相反方向移动时，该调压阀使该通道的横截面积增加。

附图说明

通过下面的详细描述连同参考构成本申请的一部分的附图将会对本发明有更充分的理解，附图中：

图1是本发明的一个实施例的透视图，其中阻尼机构已经安装在外壳的盖上；

图2是单独地示出相同阻尼机构的透视图；

图3是示出相同阻尼机构的主要部件的构造的剖视图；

图4是沿图3中的VI-VI线截取的剖视图；

图5是在图3中的圈出的区域的放大的视图，其中，通道处于其最大截面积；以及

图6是在图3中的圈出的区域的放大的视图，其中，通道缩小到其最小截面积。

虽然本发明将联系本发明的一个优选实施例进行说明，但是应当理解，这并不意味着本发明将局限于该实施例。相反，本发明将包括可以包含在由所附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有的替代，变更和等同方案。

具体实施方式

根据本发明，通过将阻尼机构安装在开关件上，使得该开关件的移动或转动与圆筒和柱塞的曲率中心相一致，该开关件的转动方向将基本上与推动装置(例如施加运动的装置)所作用的力的方向相同，从而使该作用力能有效地传递到该开关件上。在这种情况下，通道的截面积将通过调压阀而减小，从而可使开关件缓慢地转动。但是，当一个力沿着与通过施加运动所作用的力的相反方向作用在开关件上时，通道的截面积将通过调压阀而增加，从而使开关件沿着与作用在其上的力相一致的方向转动。

本发明的阻尼机构可使用一个扭转螺旋弹簧，该弹簧的相应的端部与一对在圆筒的一端和柱塞的一端处形成的相隔180°的凹口相接合。该180°出现于两个在该圆筒表面上彼此互相面对设置的凹口之间。

在这种情况下，圆筒和柱塞的曲率中心与扭转螺旋弹簧的转动中心相一致是有利的。

最好是，柱塞在其第一端上还形成有一对能够与扭转螺旋弹簧的第一端接合的接合凹槽。

壳体(即，圆筒的主体)和柱塞都可以由热塑性树脂制成。

下面将结合附图1至6对本发明的阻尼机构进行更详细的描述，在这些附图中示出了一个实施例，其中，阻尼机构已经安装在一个用来作为外壳的开关盖上。但是，应当指出，本发明并不局限于这种类型的实施例，而是还能够应用于由所附的权利要求书所规定的原理所包括的其他技术中。

图1是一个透视图，图中示出了本发明的阻尼机构安装好的以后的一个实施例。图2是单独地示出相同阻尼机构的透视图。盒状外壳11具有一个开口端12，在该开口端上通过多个铰链14可枢转地连接有一个能够开关该开口端12并且可用来作为本发明的开关件的盖13。一个在接合时可以保持盖13关闭的锁扣(未示出)设置在盖13与外壳11之间。将该锁扣从其接合状态释放就可以使盖13打开。

本实施例的阻尼机构15安装在外壳11与盖13之间，并且起这样的作用，即，使得当锁扣从其接合状态下被释放时，盖13可以缓慢地被打开。

阻尼机构15包括一个圆筒16，该圆筒具有圆形的横截面并且形成一个具有预定曲率半径的弧形；安装支架18，该安装支架与圆筒16成一个整体设置，以便把圆筒16连接到外壳11上，从而使得该圆筒的曲率中心与铰链14的枢轴17同心；柱塞19，该柱塞具有圆形的横截面并且形成一个具有与圆筒16相同的曲率半径的弧形，该柱塞的底端可滑动地与圆筒16以这样的方式相配合，即沿着与该特定的曲率半径相当的拱形路径移动；以及作为本发明的运动装置的扭转螺旋弹簧20，该扭转螺旋弹簧使柱塞19从圆筒16中伸出。这种构造可以使盖13自动地从关闭状态移动或转动到大约70°的打开状态。最好是，在配合时，柱塞19的外径与该柱塞插入的圆筒16的内径之间可以具有一个约0.2毫米的适当的间隙。在需要的场合，在圆筒16与柱塞19之间的间隙中放置一个O形环可能是有效的。

图3是一个剖视图，图中示出在圆筒16与柱塞19之间的配合区域的构造，图4是沿着在图3中的VI-VI线截取的剖视图。扭转螺旋弹簧20的一端固定地与紧压在盖13上的柱塞19的末端相连接。弹簧20的第二端从两侧接合或夹紧在一对有平行的缺口的凹槽21中，该两个凹槽沿着圆筒16和柱塞19的曲率的中心线互相面对，每个凹槽朝着曲率的中心线延伸。这些有缺口的凹槽21的中心部分通到圆筒16。也就是说，有缺口的凹槽21的厚度制成比圆筒16的厚度稍大一些，以便柱塞19可以借助于压靠在柱塞的底部处的一部分圆筒周边的扭转螺旋弹簧20的第二端而在圆筒16内滑动。此外，柱塞19的底端上形成有一对接合槽22，该接合槽面向圆筒16的内部并且能够通过上述有缺口的凹槽21与扭转螺旋弹簧20的第二端相接合。这些接合槽22与有缺口的凹槽21一样，沿着圆筒16和柱塞19的曲率的中心线互相面对，并且以互相平行的方式朝着曲率的中心线延伸。

因此，虽然由扭转螺旋弹簧20所作用的力能够使柱塞19移动，使得柱塞从圆筒16中突出，但是扭转螺旋弹簧20的第二端与接合槽22的接合可以防止柱塞19进一步的向外移动。当然，当作用在柱塞19上的力大于与通过扭转螺旋弹簧20压靠在接合槽22上所产生的夹紧力相联系的接合力时，柱塞19就可能被拉出圆筒16。一种类似这样的结构可以通过把柱塞19插入到圆筒16内而使阻尼机构15的组装非常方便。此外，由于扭转螺旋弹簧20的第二端与在柱塞19的底端处形成的接合槽22相接合，因而，无论盖13被打开或关闭，在柱塞19相对于圆筒16的转动位置中偏移都能得到校正。这样就有助于防止例如由于柱塞19相对于圆筒16的最小转动而引起的凿槽的问题，并且可使柱塞19在所有时间内能够平滑地滑动。

再参看图1，扭转螺旋弹簧20的螺旋弹簧部分容纳在外壳11和盖13上形成的凹口23中，从而使弹簧20的中心与铰链14上的枢轴17同心。

在图3中，已容纳在圆筒16内并且将圆筒16的内部分隔成一个封闭的阻尼腔24的柱塞19的底部在该腔中形成一个通道25，该通道通过柱塞19的内部将阻尼腔24与外部相连通。调压阀26安装在该通道25中。当柱塞19移出圆筒16时(即，由于螺旋弹簧20的驱动力)，该阀将使通道25的截面积减小，而当柱塞19沿着相反的方向移动时，该阀将使该通道的截面积增加。

参看图5，调压阀26是一种提升阀类型的阀，它在柱塞19一侧具有一个锥形的第一阀体27，而在阻尼腔24(图3)一侧具有一个第二阀体29，该第二阀体具有一个升高的表面28，该表面借助于在柱塞的底部处的端面而总是形成一个间隙。在本发明的该实施例中，阀26由热塑性树脂制成，例如可以从DuPont-Toray Co.，Ltd买到的Hytrel^聚酯合成橡胶，或者从E.I.DoPont de Nemours and Co.买到的Zytel^尼龙树脂。当阀26被用力插入通道25内时，在该阀的一端将受到挤压并且发生弹性变形。阀26设计成在插入以后就能沿着通道25来回地移动。

因此，当盖3被关闭，操纵锁扣(未示出)以便把盖13与外壳11之间的接合状态释放时，柱塞19将在扭转螺旋弹簧20的推动(例如，施力)下从圆筒16中露出，并且作用在盖13上而使该盖打开。图5示出调压阀26在此时的状态。在柱塞19的已保持大气压力的内部与阻尼腔24的趋于处在较低压力的作用下的内部之间的压力差将使调压阀26朝着阻尼腔24一侧移动，从而使通道25通过第一阀体27而处于变窄的状态。这样就限制空气进入阻尼腔24内，其结果将使柱塞19缓慢地从圆筒16中露出并且将盖13往上推。当扭转螺旋弹簧20的第二端与柱塞19上的接合槽22接合时，对盖13的推动将停止。由于盖13只是与柱塞19的末端处于静止接触状态，因而如果需要进一步打开盖13，就可以用手将该盖打开到铰链14所允许的程度。

相反地，当盖13克服扭转螺旋弹簧20的力而从打开状态被关闭时，如图6中所示出的调压阀26在此时的状态那样，阻尼腔24的内部受到压缩，使得该腔中的压力往往会变得比大气压力更高，由此使调压阀26移向柱塞19一侧。通道25由第二阀体29的升高区域28保持打开，使得在阻尼腔24内的空气从通道25排出，再通过柱塞19的内部排出到外部，因此，通过作用一个力来克服扭转螺旋弹簧20的力，就可以方便地将该盖关闭。

由于金属加工过程的固有的技术限制，上述的圆筒16和柱塞19很难由金属进行大量生产。然而，使塑料成形所需要的模具却能够通过数控机床和其他适当的设备精确地制造出来。因此，上述的圆筒16和柱塞19可以通过选择合适的材料，例如缩醛树脂(例如可从E.I.DoPont de Nemours and Co.买到的Delrin^500 OP)而精确地制造出来。

在上述实施例中，阻尼作用发生在打开盖13时。但是，它也可以反向利用，即，在关闭盖13时利用该阻尼作用。应当理解，阻尼机构15的设计可以根据它所要使用的特定目的，或者该目的所需要的技术条件，在所附权利要求书的范围内进行修改。

由于本发明的阻尼机构具有配合的圆筒和柱塞，其中的每个都具有相同曲率半径的弧形，并且该柱塞沿着一条与该曲率半径对应的拱形通路移动，通过把阻尼机构安装在一个开关件上，使得该机构的曲率中心与该开关件的转动中心相一致，该开关件转动的方向就基本上能够与由阻尼机构所产生的反向力的方向相同。这种配置可以使本发明能提供一种具有最少数量的部件的高效的阻尼机构。

推动或移动装置可以是一个扭转螺旋弹簧，该弹簧的第一端与一对在圆筒的一端形成的相隔180°的凹口接合，该弹簧的第二端则与柱塞的另一端连接。当圆筒和柱塞的曲率中心与扭转螺旋弹簧的转动中心相一致时，该开关件转动的方向就基本上能够与由阻尼机构所产生的反向力的方向相同，由此可以提供一种具有最少数量的零件的高效的阻尼机构。

通过在柱塞的一端提供一对能与扭转螺旋弹簧的一端接合的接合槽，柱塞的一个滑动端相对于圆筒的运动就可以受到限制，以使柱塞不能从圆筒上完全脱出。

在壳体和柱塞都由热塑性树脂制成的情况下，该机构就不需要润滑，从而可以实现一个免维护的轻型的阻尼机构。

因此，根据本发明，显然已经提供了一种完全达到了上文中所提出的目的和优点的阻尼机构。虽然已经对本发明连同其一个特定的实施例进行了描述，但是，对于在本技术领域的普通技术人员来说十分显然的是，可以对本发明做出许多替代、变更和改变方案。因此，本发明将包括那些属于所附权利要求书的精神和范围内的替代、变更和改变方案。

Claims (5)

1.一种阻尼机构，其包括：

一个具有圆形截面并且在其第一端是敞开的和在其第二端是封闭的形成一个具有预定曲率半径的弧形的圆筒，该圆筒接纳一个具有圆形截面的弧形柱塞，使得该柱塞直接与圆筒配合并且可以在其中滑动；

所述弧形柱塞具有与所述圆筒相同的曲率半径，所述柱塞以这样的方式可滑动地与该圆筒相配合，使得它沿着一个与所述预定的曲率半径对应的拱形路径移动；

一个用来沿着一个滑动方向相对于该圆筒推动该柱塞的装置；

一个设置在该柱塞的该第一端的通道，由该通道将由该柱塞的该第一端分隔开的该圆筒的内部与外部相连通；以及

一个设置在该通道内的调压阀，当该柱塞沿着所述一个滑动方向移动时，所述调压阀将使该通道的横截面减小，而当该柱塞沿着相反方向移动时，该调压阀使该通道的横截面增加。

2.如权利要求1中所述的阻尼机构，其特征在于，该推动装置具有一个扭转螺旋弹簧，该弹簧具有一个与一对在圆筒的第一端处形成的在圆筒上相隔180°的凹口相接合的第一端，以及一个与该柱塞的一端相连接的第二端。

3.如权利要求2中所述的阻尼机构，其特征在于，该柱塞和圆筒的曲率中心与该扭转螺旋弹簧的转动中心相一致。

4.如权利要求2中所述的阻尼机构，其特征在于，该柱塞还在其第一端处形成有一对接合槽，该接合槽可以与该扭转螺旋弹簧的该第一端相接合。

5.如权利要求1至4中任何一项所述的阻尼机构，其特征在于，该圆筒的本体和该柱塞是用热塑性树脂制成的。

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