JP2004124952A - ダンパー装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内部を軸方向に2分する仕切壁22を有するシリンダー20と、シリンダー20内に回動自在に挿入配設され、シリンダー20の内周壁面を摺動可能で回転軸30の径方向へ突設した翼部35を有する回転軸30と、翼部35によりシリンダー内部が回転軸30の軸線方向に仕切られ、オイルを充填された室A,Bと、回転軸30に対し回動不能且つ軸線方向に移動可能に挿通される回転体50と、回転体50と翼部35との間に設けられる逆止弁装置部とでダンパー装置を構成したので、安定した緩閉止動作を得ることができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、作動油を用いることにより一回動方向への外力に対する抵抗力を得るようにして、当該抵抗力による緩衝作用、即ち、制動力を発揮させるようにし、かつ、逆回動方向に対しては、可及的に小さな抵抗力ですむようにした各種の用途に供し得るダンパー機構の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、温水洗浄装置は清潔かつ衛生的であるので広く使用されるようになってきている。この温水洗浄装置の便蓋や便座などを開閉するときに便器に当たり衝撃を発するため、一部の温水洗浄装置には回動軸とともにダンパー装置を用いて衝撃を抑制することが試みられている。
従来、この種のダンパー装置には図14に示すような構成のものがあった。以下その構成について図面を参照しながら説明する。図14に示すように、ダンパー装置100はシリンダー102、回転軸103、逆止弁104等によって構成され、シリンダー102はその内壁に仕切壁102aを有し、内部には回転軸103が貫通し、回転軸103と仕切壁102aとによって二分割された室105内にオイルが充填されている。回転軸103は放射状に突出した翼部106を有し、逆止弁104と翼部106とによって室105を加圧室105aと減圧室105bとにさらに二分割している。また翼部106は加圧室105aと減圧室105bとを連通させる連通路107を有し、逆止弁104はその外面がシリンダー102の内周面に接し、その内面が翼部106を囲んでおり、減圧室105b側に制御口108を設け、翼部106の連通路107とともに加圧室105aと減圧室105bとを連通させている。なお図14における109はOリング、110はシリンダー102の先端を封止するためのキャップを示す。そして、回転軸103が回動して翼部106と逆止弁104との相互位置が変化し、逆止弁104が加圧室105aから減圧室105bへ流れるオイル量を制御して回動速度を抑制するものである。
図15に示すように、ダンパー装置100は便器上に設置された洗浄装置本体112に固定するとともに、便座113および便蓋114とは個々のダンパー装置100の回転軸103を介して結合している。そして、使用者が便座113または便蓋114を開放するときに、上方に持ち上げて開放したり閉止する場合には、便座113または便蓋114を軽く手前に引くと、ダンパー装置100の作用によって急激な回動速度を抑制しつつ閉止するものである。(例えば、特許文献1参照。)
【0003】
【特許文献1】
特開平5−296267号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、生産バラツキによってシリンダーと回転軸の間には軸線方向に隙間が形成されるため、この隙間をオイルが通過するために粘性流体速度をコントロールできず、緩閉止時間がばらついて閉止動作が安定しなかった。
このような課題を解決するために、たとえば軸線方向のバラツキに対して、回転軸をシリンダーに押し付けて隙間をなくす調節機構を設けたものがある。
しかしこの方法では、開閉回数を重ねると、接触部分が磨耗して摩擦力が低下するため、緩閉止時間が初期よりもかなり短くなり、ついには緩閉止動作しなくなる恐れがある。
さらに、閉止動作時には翼部が粘性流体を押し込むため、オイル室内には大きな内圧が発生し、弁体はシリンダー内周壁と翼部外周壁とで押さえつけられながら粘性流体の流れを遮断しようとするため、弁体が磨耗して、長期間の繰り返し開閉回数を重ねると初期の安定したソフト閉止動作を持続できなくなる恐れがあった。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用及び効果】
上記課題を解決するために本発明では、内部を軸方向に2分する仕切壁を有する円筒状のシリンダーと、該シリンダー内に回動自在に挿入配設される円柱状の回転軸と、該回転軸のシリンダーに対する相対的な回動によって、シリンダーの内周壁面を摺動可能で、該回転軸の外周にあってその径方向へ突設した翼部と、この翼部によりシリンダー内部が回転軸の軸線方向に仕切られる室と、該室に充填されるオイルと、回転軸に対し回動不能且つ軸線方向に移動可能に固定される回転体と、該回転体と前記翼部との間に設けられる逆止弁装置部とでダンパー装置を構成したので、回転軸と回転体の間に設けられた逆止弁装置部の弁体がオイルから受ける圧力で回転軸及び回転体をシリンダーの端面壁側に押し付け、「生産バラツキ」によって生じた回転軸とシリンダー間の軸線方向の隙間を全て回転軸と回転体の隙間に集約させることができる。
それにより、「生産バラツキ」による回転軸とシリンダー間の軸線方向の隙間によって緩閉止時時間が変わることがなく、安定した緩閉止動作を得ることができる。
そのため、回転軸とシリンダーとの軸線方向の隙間を調節する機構は不要となり、コストダウンを図ることができる。
更に、弁体を回転軸とシリンダーとの間に配置した場合と比べ、摺動摩擦が発生しないため弁体の磨耗による性能劣化はほとんど発生しないため、開閉回数を重ねても安定した緩閉止動作を実現できる。
また、前記回転板の外周壁と前記シリンダー内周壁面間にOリングを嵌装し、前記回転板の溝付近の回転板外周壁に逆止弁装置部を経由せずにOリング側からオイルを他室へ逃がすためのバイパス溝を形成した場合には、座蓋等の自重トルクよりも大きな力を受けた際、このバイパス溝を通してOリングを押しつぶすことでOリングが変形して、Oリング溝の流路が押し広げられて、そのバイパス経路から粘性流体が流れ込んでいくことで、衝撃力によるダンパー装置の破壊を防ぐことができる。
また、前記仕切壁上方にエア抜き溝を形成した場合には、ダンパー室に粘性流体を封入する際、エア抜き溝を介してエアを外部に排出することが出来る。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず図1乃至図6を用いて第1の実施例を説明する。図1は本発明の第1実施例のダンパー装置1の分解斜視図、図2は断面図、図3はダンパー室A,Bを説明するための平視図、図4は逆止弁40により連通路52aを遮断した際の部分拡大断面図、図5は逆止弁40により連通路52aを開放した際の部分拡大断面図、図6は溝52及び連通路52aを説明するための回転体50の部分拡大斜視図である。
まず、図1を用いて、ダンパー装置1の構成部品を説明する。ダンパー装置1は、シリンダー20、Oリング29、回転軸30、逆止弁装置部の弁体40、回転体50、Oリング59、蓋60及び永久磁石70にて構成される。永久磁石70はダンパー装置1近傍に設けられるホールICにより回転軸30の回転位置を検知するためのものであり、回転位置を検出する必要がない場合には省略される。
シリンダー20は有底筒状に形成され、底部には回転軸30の出力軸31を回動自在に支持するための枢孔21を設ける。またシリンダー内壁には底部側に仕切壁22を形成すると共に開放端には雌ネジ部23を形成する。
回転軸30は略円柱状に形成され、先端に出力軸31を形成し、中間部外周にその径方向へ突設した翼部35を形成し、後端に連結軸34を形成する。なお、出力軸31には便座や便蓋等のヒンジピンを回動不能に固定するためのヒンジ孔32を形成する。また、翼部35後端には逆止弁体40の一部を収納するための溝33を形成する。更に出力軸31の外周にはOリング29を収容するためのOリング溝36を設ける。
回転体50は、シリンダー20よりも僅かに小さい径の略円柱状に形成され、前端に連結軸34と相似形状のヒンジ孔51及び逆止弁体40の一部を収納するための溝52を形成し、外周にはOリング59を収容するためのOリング溝53を形成する。また、後端外周には永久磁石70を挿通するための挿通孔54を設ける。更に、回転体50の前端面とOリング溝53とを連絡するバイパス溝55を設ける。 蓋60は有底筒状に形成され、シリンダー20内に螺着するために、外周に雄ネジ部61を形成する。蓋60は、回転体50を回転軸30に当接させ、これら部材をシリンダー20から抜け止めしている。また、後端面には組立用専用治具により把持するための把持孔62を複数形成する。
【0007】
次に図2及び図3を用いてダンパー装置1の構成を説明する。ダンパー装置1内部のOリング29とOリング59とで封止された回転軸30周囲の仕切壁22によって二分割されたダンパー室A、B内にオイルが充填されている。翼部35の端面に配された逆止弁体40と、向かい合う面同士が接する翼部35及び回転体50とによって室A(B)を加圧室A1(B1)と減圧室A2(B2)とにさらに二分割している。また溝52には加圧室A1と減圧室A2とを連通させる連通路52aを有し、逆止弁40は翼部35及び回転体50の溝33、溝52内を摺動可能に設けている。図4乃至図6に示すように溝33は弁体40の動作範囲を規定するために端部は弁体40と略同一径で中間部分は直線で結んだ断面形状で且つ弁体40と略同一長に形成する。溝52に設ける連通路52aは一端を前記溝33に相対する位置内に設け、他端を溝33に相対する位置からはみ出す部分に設けている。
ここで、回転軸30のシリンダー20との相対的な回転運動により、ダンパー機構による制動力が作用することになるが、今、図1にあって矢印R方向へ回転軸30が回動した際、後述する上記逆止弁体40と溝33,52によって構成される装置部40が閉止状態となり、これによりダンパーONの状態となって、オイルに基づく制動力が発揮される。(図4参照)
すなわち、ダンパーONの状態には、回転軸30にあって、その一直径線上に延出している翼部35が、図1の矢印R方向へ回動することになり、仕切壁22との間の加圧室A1、B1内のオイルが加圧されるので、オイルに押圧されて逆止弁40は回転軸30の回動方向とは逆の方向に移動し溝52に凹設した連通路52aを閉塞する。この際逆止弁40がオイルから受ける押圧力は溝33、溝52によって分解され、回転軸30と回転体50を軸線方向に押圧する。これにより、回転軸30とシリンダー20の底部との隙間が無くなる。よって、オイルは翼部35とシリンダー20間の僅かな隙間を介して減圧室A2、B2へ若しくは仕切壁22と回転軸30との僅かな隙間を介して減圧室B2、A2へ夫々移動する。
さらに、上記の回転軸30につき、これを矢印R方向とは反対の方向に回動すれば、ダンパーOFFの状態となる。ダンパーOFFの状態には、逆止弁40が連通路52aを開放するので、オイルは連通路52aを介して減圧室A2、B2から加圧室A1、B2へ夫々スムーズに移動する。(図5参照)
【0008】
次に図7乃至図13を用いて第2の実施例を説明する。第2の実施例は第1の実施例に加え、シリンダー20の底面に溝24を形成した。この溝24の構成及び作用について図を用いて詳細に説明する。図7は第2実施例のダンパー装置1の断面図、図8はダンパー室A,B及び溝24を説明するための平視図、図9は図8のC−C線に沿った簡易断面を示す模式図、図10は便座の状態を示す側面図、図11は第2実施例のダンパー装置1を搭載した便座が倒伏する際の角度に対する角速度を示すグラフ、図12はバイパス溝55を説明する為の斜視図、図13はエア抜き溝25を説明する為のシリンダー20の斜視図である。
溝24は図9に示すように減圧室A2側の仕切壁22の根元から40°の範囲(クイックスタート領域)は略一定の深さの溝を形成し、40〜90°の範囲(除変領域)では徐々に浅く形成し、90〜120°の範囲(スローエンド領域)には溝24を形成しないよう構成する。
これにより、便座が自立する位置を越えるまでは、翼部35と仕切壁22との間の加圧室A1、B1内のオイルは加圧され、オイルに押圧されて逆止弁体40は回転軸30の回動方向とは逆の方向に移動し連通路52aを閉塞するが、このクイックスタート領域では溝24が略一定深さ形成されているので減圧室A2、B2と加圧室A1、B1とは連通されるので、この溝24を介して減圧室B2、A2へオイルは夫々移動する。従って、このクイック領域ではダンパーOFFの状態と同じ状態となる。
便座が自立位置(自重では倒れない位置)を越えて自重で倒伏する領域では、溝24は徐々に浅く形成されているので、溝24を介して加圧室A1、B1から減圧室A2、B2へ移動するオイルの量は徐々に少なくなっていき、徐々にダンパーはON状態となる。便座が閉止間際となる領域には溝24は形成されていないので、ダンパーはONの状態となり、上述に説明したように、オイルは翼部35外周とシリンダー20内周間の僅かな隙間を介して減圧室A2、B2へ若しくは仕切壁22内周と回転軸30外周との僅かな隙間を介して減圧室B2、A2へ夫々移動する。
これにより、便座は比較的早く閉止間際状態まで移行し、その後緩やかな速度で便座は便器上面へ当接閉止される。
【0009】
本実施例においては、クイックスタート領域を開放端から40°としたが、これは、便座の自立角度によって設定されるもので、便座のヒンジ位置、重心位置が変更されればそれに合わせて変更しなければならない。
また、スローエンド領域を閉止端から30°としたがこれも、便座のヒンジ位置、重心位置及び自重が変更されればそれに合わせて変更する必要がある。これは、スローエンド領域で十分に減速して所定値以下の角速度としなければ、便器上面に衝突して激しい音を出すからである。
【0010】
次にバイパス溝55について図12を用いて説明する。バイパス溝55は図示のように翼部35を迂回するように設けられる(図示しない反対側の翼部35側にも同様のバイパス溝55を設ける)。このような構成により、衝撃力(回転軸に便座又は便蓋の自重トルクよりも大きな力)を受けた場合には、加圧室A1(B1)の内圧が上がり、粘性流体が衝撃緩衝用バイパス溝55を通して、Oリングを押し潰すことでOリングが変形して、Oリング溝の流路が押し広げられて、粘性流体が流れ易くなり、粘性流体は加圧室A1(B1)からOリング溝を通過して減圧室A2(B2)に流れ込んで行くことで、衝撃力による加圧室A1(B1)の内圧の上昇を抑えることができるため、ダンパー装置1の衝撃破壊を防ぐことができる。
【0011】
次にエア抜き溝25について図13を用いて説明する。エア抜き溝25は図示のように仕切壁22の上方に滑らかな曲率で設けられる。このような構成により、ダンパー室に粘性流体を封入する場合、シリンダー20に回転軸30を組み付けて粘性流体を注入した後に、回転体50に粘性流体を封入シールのためのOリング59を取り付けてシリンダー20に装着しようとするが、この際ダンパー室に溜まったエアは回転体50のOリング59とエア抜き溝25との間隙を通って、外部へ排出されるため、ダンパー室は粘性流体で満タンに充填される。
また、エア抜き溝25がシリンダ−20内側面と曲率的に滑らかな小さな溝であるため、Oリング59からの粘性流体の液漏れも生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のダンパー装置1の分解斜視図
【図2】本発明のダンパー装置1の第1実施例の断面図
【図3】本発明のダンパー装置1の第1実施例のダンパー室A,Bを説明するための平視図
【図4】本発明のダンパー装置1の第1実施例において、逆止弁40により連通路52aを遮断した際の部分拡大断面図
【図5】本発明のダンパー装置1の第1実施例において、逆止弁40により連通路52aを開放した際の部分拡大断面図
【図6】本発明のダンパー装置1の第1実施例の溝52及び連通路52aを説明するための回転体50の部分拡大斜視図
【図7】本発明のダンパー装置1の第2実施例の断面図
【図8】本発明の第2実施例のダンパー装置1のダンパー室A,B及び溝24を説明するための平視図
【図9】図8のC−C線に沿った簡易断面を示す模式図
【図10】本発明の第2実施例のダンパー装置1を搭載した便座の状態を示す側面図
【図11】本発明の第2実施例のダンパー装置1を搭載した便座が倒伏する際の角度に対する角速度を示すグラフ
【図12】バイパス溝55を説明する為の斜視図
【図13】エア抜き溝25を説明する為のシリンダー20の斜視図
【図14】従来のダンパー装置を示す断面図で、(a)は縦断面図、(b)は横断面図
【図15】従来のダンパー装置を設けた衛生洗浄装置本体の斜視図
【符号の説明】20…シリンダー、22…仕切壁、30…回転軸、33…溝、35…翼部、40…弁体、50…回転体、52…溝、52a…連通路、A1…加圧室、A2…減圧室、B1…加圧室、B2…減圧室
Claims (5)
- 内部を軸方向に2分する仕切壁を有する円筒状のシリンダーと、該シリンダー内に回動自在に挿入配設される円柱状の回転軸と、該回転軸のシリンダーに対する相対的な回動によって、シリンダーの内周壁面を摺動可能で、該回転軸の外周にあってその径方向へ突設した翼部と、この翼部によりシリンダー内部が回転軸の軸線方向に仕切られる室と、該室に充填されるオイルと、回転軸に対し回動不能且つ軸線方向に移動可能に固定される回転体と、該回転体と前記翼部との間に設けられる逆止弁装置部とからなるダンパー装置。
- 前記逆止弁装置部は、前記翼部上面及び/又は回転体下面に設けられる溝と、該溝間を摺動可能な弁体とで構成したことを特徴とする請求項1記載のダンパー装置。
- 前記弁体を円柱状に形成し、該円柱状弁体の軸線が径方向を向くように配置したことを特徴とする請求項2記載のダンパー装置。
- 前記回転板の外周壁と前記シリンダー内周壁面間にOリングを嵌装し、前記回転板の溝付近の回転板外周壁に逆止弁装置部を経由せずにOリング側からオイルを他室へ逃がすためのバイパス溝を形成したことを特徴とする請求項1乃至請求項3記載のダンパー装置
- 前記仕切壁上方にエア抜き溝を形成したことを特徴とする請求項1乃至請求項4記載のダンパー装置
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- 2002-09-25 JP JP2002278681A patent/JP4136570B2/ja not_active Expired - Fee Related
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