JP2006242318A - ダンパー - Google Patents

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Abstract

【課題】制御弁体の遊び(移動距離)を短くすることができ、応答性のよいダンパーを提供する。
【解決手段】 翼部14を、小径軸部12Sから放射状に延びた直線に対して回転方向へ非対称な形状に形成し、ローター11が制動トルク発生方向Xへ回転するときに回転方向先端側に位置する翼部14の先端側側面を、放射方向内側から放射方向外側へ向かって回転方向先端側から回転方向後端側へ傾斜する傾斜面14sとし、ローター11が制動トルク発生方向Xへ回転するときに回転方向後端側に位置する翼部14の後端側側面を、放射状に延びた直線と平行する平面14fとし、傾斜面14sと対向する制御弁体21の内側面を、傾斜面14sに平行する平行傾斜面24sとし、平面14fと対向する制御弁体21の内側面を、平面14fに平行する平行平面25fとする。
【選択図】 図7

Description

この発明は、ローターがハウジングに対して制動トルク発生方向へ回転(または回動)するときのみ制動トルクを発生するダンパーに関するものである。
上記したダンパーとして、円筒状のハウジングと、円柱状の軸部の一部、および、この軸部の一部に放射方向に形成されるとともに、軸部の一部に軸方向へ形成された翼部がハウジング内に回転可能に収容されたローターと、ハウジングと軸部の一部との間に配置され、翼部を覆う制御弁体と、ハウジング内に充填された粘性流体とを備え、ローターがハウジングに対して制動トルク発生方向へ回転することにより、制御弁体がローターに対して反制動トルク発生方向へ移動して粘性流体の流通路を閉塞することによって制動トルクを発生させる制動状態となり、ローターがハウジングに対して反制動トルク発生方向へ回転することにより、制御弁体がローターに対して制動トルク発生方向へ移動して粘性流体の流通路を開放することによって非制動状態となるものが提案されている。
特許第2882109号明細書 特許第3125416号明細書 特許第3053156号明細書
しかしながら、従来の上記したダンパーは、翼部を、軸部から放射状に延びた直線に対して回転方向へ対称な形状に形成し、制御弁体を、断面コ字状に形成し、制御弁体の移動量を大きくすることにより、ワンウェイダンパーとしてしているので、制動状態から非制動状態へ、または、非制動状態から制動状態へ反転するときの制御弁体のローター(翼部)に対する移動距離が長くなる。
したがって、制動状態から非制動状態へ、または、非制動状態から制動状態へ反転するとき、制御弁体の遊び(移動距離)が長くなり、応答性の悪いものであった。
この発明は、上記したような不都合を解消するためになされたもので、制御弁体の遊び(移動距離)を短くすることができ、応答性のよいダンパーを提供するものである。
この発明は、以下のような発明である。
(1)円筒状のハウジングと、円柱状の軸部の一部、および、この軸部の一部に放射方向に形成されるとともに、前記軸部の一部に軸方向へ形成された翼部が前記ハウジング内に回転可能に収容されたローターと、前記ハウジングと前記軸部の一部との間に配置され、前記翼部を覆う制御弁体と、前記ハウジング内に充填された粘性流体とを備え、前記ローターが前記ハウジングに対して制動トルク発生方向へ回転することにより、前記制御弁体が前記ローターに対して反制動トルク発生方向へ移動して前記粘性流体の流通路を閉塞することによって制動トルクを発生させる制動状態となり、前記ローターが前記ハウジングに対して反制動トルク発生方向へ回転することにより、前記制御弁体が前記ローターに対して制動トルク発生方向へ移動して前記粘性流体の流通路を開放することによって非制動状態となるダンパーにおいて、前記翼部を、前記軸部から放射状に延びた直線に対して回転方向へ非対称な形状に形成し、前記ローターが制動トルク発生方向へ回転するときに回転方向先端側に位置する前記翼部の先端側側面を、放射方向内側から放射方向外側へ向かって回転方向先端側から回転方向後端側へ傾斜する傾斜面とし、前記ローターが制動トルク発生方向へ回転するときに回転方向後端側に位置する前記翼部の後端側側面を、前記放射状に延びた直線と平行する平面とし、前記傾斜面と対向する前記制御弁体の内側面を、前記傾斜面に平行する平行傾斜面とし、前記平面と対向する前記制御弁体の内側面を、前記平面に平行する平行平面としたことを特徴とする。
(2)(1)に記載のダンパーにおいて、前記平行傾斜面を有する前記制御弁体の先端側部分の、前記軸部の軸に直交する幅を、放射方向内側から放射方向外側へ向かって広くしたことを特徴とする。
(3)(1)または(2)に記載のダンパーにおいて、前記平行傾斜面を有する前記制御弁体の先端側部分に、周方向へ延びる突出壁を設けたことを特徴とする。
(4)(3)に記載のダンパーにおいて、前記突出壁は、前記ハウジングの内周面に接していることを特徴とする。
(5)(1)に記載のダンパーにおいて、前記制御弁体の熱膨張係数を、前記ハウジングまたは前記ローターの熱膨張係数以下にしたことを特徴とする。
この発明によれば、翼部を、軸部から放射状に延びた直線に対して回転方向へ非対称な形状に形成し、ローターが制動トルク発生方向へ回転するときに回転方向先端側に位置する翼部の先端側側面を、放射方向内側から放射方向外側へ向かって回転方向先端側から回転方向後端側へ傾斜する傾斜面とし、ローターが制動トルク発生方向へ回転するときに回転方向後端側に位置する翼部の後端側側面を、放射状に延びた直線と平行する平面とし、傾斜面と対向する制御弁体の内側面を、傾斜面に平行する平行傾斜面とし、平面と対向する制御弁体の内側面を、平面に平行する平行平面としたので、制御弁体のローター(翼部)に対する移動距離を短くしても粘性流体の流通路を十分に確保することができる。
したがって、制御弁体の遊びを短くすることができ、応答性がよくなる。
そして、平行傾斜面を有する制御弁体の先端側部分の、軸部の軸に直交する幅を、放射方向内側から放射方向外側へ向かって広くしたので、ハウジングの内周面に接する制御弁体の周方向の長さが長くなり、制御弁体の姿勢が安定し、動作が安定する。
さらに、平行傾斜面を有する制御弁体の先端側部分に、周方向へ延びる突出壁を設けたので、制動状態における加圧された粘性流体が突出壁を放射方向へ押すことによって制御弁体をハウジングの内周面へ押し付けることにより、制御弁体の姿勢がさらに安定する。
さらに、突出壁をハウジングの内周面に接触させたので、制御弁体の姿勢が一層安定する。
また、制御弁体の熱膨張係数を、ハウジングまたはローターの熱膨張係数以下にしたので、温度が上昇して粘性流体の粘度が低下しても、オリフィス(ハウジングと制御弁体との隙間およびローターと制御弁体との隙間)が狭まることにより、制動トルクの変動を抑制することができる。
以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。
図1はこの発明の一実施例であるダンパーの分解斜視図、図2(a)は図1に示したハウジング本体の平面図、図2(b)は図2(a)のA−A線による断面図、図3(a)は図1に示したキャップの平面図、図3(b)は図3(a)のB−B線による断面図、図4(a)は図1に示したローターの平面図、図4(b)は図1に示したローターの右側面図、図4(c)は図1に示したローターの底面図、図4(d)は図4(b)のC−C線による断面図、図4(e)は図4(b)のD−D線による断面図、図5(a)は図1に示した制御弁体の拡大平面図、図5(b)は図1に示した制御弁体の拡大正面図、図5(c)は図1に示した制御弁体の拡大背面図、図5(d)は図5(b)のE−E線による断面図、図6はこの発明の一実施例であるダンパーの左側の一部分を断面にした側面図、図7および図8は動作説明図である。
図1において、ダンパーDは、円筒状のハウジング1と、このハウジング1内に一部分が回転可能に収容されるローター11と、このローター11とハウジング1との間に配置される制御弁体21と、ハウジング1内に充填されるシリコーンオイル、グリースなどの粘性流体31(図6参照)と、ハウジング1とローター11との間から粘性流体31が漏れるのを防止するOリング41とで構成されている。
なお、ハウジング1、ローター11、制御弁体21は、ポリアミド66とグラスファイバーとを50質量%ずつ混ぜたもので成形されている。
上記したハウジング1は、図1に示すように、ハウジング本体2と、このハウジング本体2の開口を閉塞するキャップ6とで構成されている。
そして、ハウジング本体2は、図1および図2に示すように、天井が開放(開口)し、内周面が円周面で下降した後、僅かに内側へ傾斜する円錐台形状周面で底側へ窄む円筒状とされ、底の外側に、中心を通る直径方向の周面外側へ飛び出さないように係合突条3が設けられ、底の内側中心に、ローター11を回転可能に支持する軸支穴4が設けられ、内周の対称位置に、底から上端よりも少し下側まで延び、所定の間隔で対向する回動規制壁5,5が設けられている。
また、キャップ6には、図1および図3に示すように、中心にローター21が回転可能に貫通する貫通孔7が設けられ、この貫通孔7の下側周縁に、周回する環状壁8が設けられている。
上記したローター11は、図1および図4(b)に示すように、円柱状の軸部12と、この軸部12の周囲に設けられ、ハウジング本体2内へ挿入される円板状フランジ17とで構成されている。
そして、軸部12は、図1および図4(b)に示すように、ハウジング本体2に設けられた回動規制壁5,5の高さとされた小径軸部12Sと、この小径軸部12Sと同心で、小径軸部12Sの上側に連なり、途中から上端までIカット形状とされた大径軸部12Bとで構成されている。
上記した小径軸部12Sには、図1または図4に示すように、底の中心に、ハウジング本体2の軸支穴4に回転可能に支持される突出軸13が設けられ、外周の対称位置に、軸方向へ延びた翼部14,14が設けられている。
そして、翼部14は、図4(c)〜図4(d)に示すように、外側へ拡開する平面視台形状の台部14Bと、この台部14Bの外側に、台部14Bの外周に周回する支持面14pを形成するように設けられた翼部本体14Dとで構成されている。
上記した台部14Bは、図4(d)に示すように、小径軸部12から放射状に延びる直線Lに対して回転方向へ対称とされている。
そして、翼部本体14Dは、図4(d)に示すように、小径軸部12から放射状に延びる直線Lに対して回転方向へ非対称な形状に形成され、ローター11が制動トルク発生方向Xへ回転するときに回転方向先端側に位置する先端側側面を、放射方向内側から放射方向外側へ向かって回転方向先端側から回転方向後端側へ傾斜する傾斜面14sとされ、ローター11が制動トルク発生方向Xへ回転するときに回転方向後端側に位置する後端側側面を、放射状に延びる直線Lと平行する平面14fとされている。
さらに、翼部本体14Dには、図1、図4(b)および図4(e)に示すように、粘性流体31の流通路を形成する切欠15が設けられている。
そして、小径軸部12Sには、図1、図4(b)および図4(e)に示すようにローター11が制御トルク発生方向Xへ回動するときに切欠15の後側に位置する部分に、翼部14から反制動トルク発生方向Yへ延びる、野球のホームベース形状の凹部16が設けられている。
なお、円板状フランジ17は、図1および図4(b)に示すように、大径軸部12Bの下端の外周に設けられ、図1、図4(a)および図4(c)に示すように、対称周縁位置に、空気抜き切欠18,18が設けられている。
上記した制御弁体21は、図1および図5(c)に示すように、上側側壁22と、下側側壁23と、ローター11が制動トルク発生方向Xへ回転するときに回転方向先端側に位置する先端側部分としての先端側側壁24と、ローター11が制動トルク発生方向Xへ回転するときに回転方向後端側に位置する後端側部分としての後端側側壁25と、ハウジング本体2の内周面に接する円弧壁27とでローター11の翼部本体14Dを覆うように構成されている。
そして、先端側側壁24には、図1、図5(a)および図5(d)に示すように、ローター11が制動トルク発生方向Xへ回転するときの回転方向先端側の周方向へ延び、ハウジング本体2の内周面に接する突出壁28が設けられている。
上記した先端側側壁24は、図5(d)に示すように、軸部12の軸に直交する(断面の)幅が、放射方向内側から放射方向外側へ向かって広くなっている。
そして、先端側側壁24の、翼部14の傾斜面14sと対向する内側面は、図5(d)に示すように、傾斜面14sに平行し、接離する平行傾斜面24sとされている。
また、後端側側壁25の、翼部14の平面14fと対向する内側面は、図5(d)に示すように、平面14fに平行し、接離する平行平面25fとされている。
なお、後端側側壁25には、図1、図5(c)および図5(d)に示すように、粘性流体31の流通路を形成する切欠26が、翼部14の切欠15に対応させて設けられている。
そして、上側側壁22の厚さは翼部14と円板状フランジ17との間隔とし、下側側壁23の厚さを上側側壁22の厚さよりも厚くすることにより、制御弁体21の誤装着を防止している。
また、円弧壁27および突出壁28の外周面は、ハウジング本体2の内周面に接する円錐周面とされている。
次に、組立の一例について説明する。
まず、開放端(開口)側を上側にしてハウジング本体2を固定し、ハウジング本体2内へ適量の粘性流体31を注入する。
そして、大径軸部12Bを円板状フランジ17までOリング41に嵌め、小径軸部12S、円板状フランジ17の下面、および、制御弁体21に粘性流体31を塗布し、翼部14,14に、翼部本体14D,14Dを覆うように制御弁体21,21を取り付けた後、突出軸13側からハウジング本体2内へ軸部12を挿入する。
このようにして軸部12をハウジング本体2内へ挿入すると、突出軸13が軸支穴4内に回転可能に嵌合し、円板状フランジ17が回動規制壁5,5の上面に当接するとともに、ハウジング本体2と円板状フランジ17とで区画された部分の空気が空気抜き切欠18,18から抜け出る。
次に、環状壁8を下側にして貫通孔7内へ大径軸部12Bを挿入し、キャップ6を下降させ、所定の圧力で加圧することにより、Oリング41を変形させてハウジング1とローター11との間から粘性流体31が漏れるのを防止するとともに、キャップ6でハウジング本体2の開口を閉塞した状態にする。
この状態でハウジング本体2の上端とキャップ6の下面外縁との間を、例えば、高周波溶着で周回するように溶着して密閉することにより、図6に示すように、ダンパーDを組み立てることができ、組立が終了する。
なお、ダンパーDを組み立てると、ハウジング1内の回動規制壁5,5の間は、翼部14,14と制御弁体21,21とにより、2つに区画される。
次に、図7および図8を参照し、動作について説明する。
なお、ダンパーDは、係合突条3によってハウジング1が回転しないように固定されているものとする。
まず、図7に示すように、大径軸部12Bにローター11を制動トルク発生方向X(時計方向)へ回動させる力が作用すると、翼部14も制動トルク発生方向Xへ同時に回動する。
しかし、翼部本体14Dを覆う制御弁体21は、粘性流体31の抵抗を受けるので、傾斜面14sが平行傾斜面24sに接して翼部本体14Dで先端側側壁24が押されることにより、図7に示すように、翼部14とともに回動する。
このように傾斜面14sが平行傾斜面24sに接し、翼部本体14Dが先端側側壁24に接するようになると、先端側側壁24によって切欠15が閉塞されるので、図7における翼部14よりも右側(先端側側壁24側)の区画内にある粘性流体31が加圧され、この加圧された粘性流体31は突出壁28をハウジング本体2の内周面へと押し付ける。
したがって、加圧された粘性流体31がハウジング本体2および円板状フランジ17と翼部14および制御弁体21との隙間(オリフィス)を通過して翼部14よりも左側(後端側側壁25側)の区画内へ流れるため、ローター11が時計方向へ回動するのを制動する。
次に、図8に示すように、大径軸部12Bにローター11を反制動トルク発生方向Y(反時計方向)へ回動させる力が作用すると、翼部14も反制動トルク発生方向Yへ同時に回動する。
しかし、翼部本体14Dを覆う制御弁体21は、粘性流体31の抵抗を受けるので、平面14fが平行平面25fに接して翼部本体14Dで後端側側壁25が押されることにより、図8に示すように、翼部14とともに回動する。
このように平面14fが平行平面25fに接し、翼部本体14Dが後端側側壁25に接するようになると、先端側側壁24によって閉塞されていた切欠15が開放し、傾斜面14sと平行傾斜面24sとが平行であることによって傾斜面14sと平行傾斜面24sとの間隔が十分に確保される。
したがって、図8における翼部14よりも左側(後端側側壁25側)の区画内にある粘性流体31が加圧され、この加圧された粘性流体31は流通路(切欠26、切欠15、翼部14と先端側側壁24との間)を通過して翼部14よりも左側(先端側側壁24側)の区画内へ流れるため、ローター11が反時計方向へ回動するのにあまり制動がかからなくなる。
上述したように、この発明の一実施例によれば、翼部14を、小径軸部12Sから放射状に延びた直線Lに対して回転方向へ非対称な形状に形成し、ローター11が制動トルク発生方向Xへ回転するときに回転方向先端側に位置する翼部14(翼部本体14D)の先端側側面を、放射方向内側から放射方向外側へ向かって回転方向先端側から回転方向後端側へ傾斜する傾斜面14sとし、ローター11が制動トルク発生方向Xへ回転するときに回転方向後端側に位置する翼部14(翼部本体14D)の後端側側面を、放射状に延びた直線Lと平行する平面14fとし、傾斜面14sと対向する制御弁体21の内側面を、傾斜面14sに平行する平行傾斜面24sとし、平面14fと対向する制御弁体21の内側面を、平面14fに平行する平行平面25fとしたので、制御弁体21のローター11(翼部14)に対する移動距離を短くしても粘性流体31の流通路を十分に確保することができる。
したがって、制御弁体21の遊びを短くすることができ、応答性がよくなる。
そして、平行傾斜面24sを有する制御弁体21の先端側部分の、軸部12の軸に直交する(断面の)幅を、放射方向内側から放射方向外側へ向かって広くしたので、ハウジング1の内周面に接する制御弁体21の周方向の長さが長くなり、制御弁体21の姿勢が安定し、動作が安定する。
さらに、平行傾斜面24sを有する制御弁体21の先端側部分に、周方向へ延びる突出壁28を設けたので、制動状態における加圧された粘性流体31が突出壁28を放射方向へ押すことによって制御弁体21をハウジング1の内周面へ押し付けることにより、制御弁体21の姿勢がさらに安定する。
さらに、突出壁28をハウジング1の内周面に接触させたので、制御弁体21の姿勢が一層安定する。
また、制御弁体21の熱膨張係数を、ハウジング1およびローター11の熱膨張係数と同じにしたので、温度が上昇して粘性流体31の粘度が低下しても、オリフィス(ハウジング1と制御弁体21との隙間およびローター11と制御弁体21との隙間)が狭まることにより、制動トルクの変動を抑制することができる。
上記した実施例において、制御弁体21の熱膨張係数を、ハウジング1およびローター11の熱膨張係数と同じにした例を示したが、制御弁体21の熱膨張係数を、ハウジング1またはローター11の熱膨張係数以下にしても、同様な効果を得ることができる。
また、ローター11の回動範囲が180°以下のダンパーDの例を示したが、回動規制壁5,5を削除することにより、360°以上回転するダンパーとすることができる。
この発明の一実施例であるダンパーの分解斜視図である。 (a)は図1に示したハウジング本体の平面図、(b)は図2(a)のA−A線による断面図である。 (a)は図1に示したキャップの平面図、(b)は図3(a)のB−B線による断面図である。 (a)は図1に示したローターの平面図、(b)は図1に示したローターの右側面図、(c)は図1に示したローターの底面図、(d)は図4(b)のC−C線による断面図、(e)は図4(b)のD−D線による断面図である。 (a)は図1に示した制御弁体の拡大平面図、(b)は図1に示した制御弁体の拡大正面図、(c)は図1に示した制御弁体の拡大背面図、(d)は図5(b)のE−E線による断面図である。 この発明の一実施例であるダンパーの左側の一部分を断面にした側面図である。 動作説明図である。 動作説明図である。
符号の説明
D ダンパー
1 ハウジング
2 ハウジング本体
3 係合突条
4 軸支穴
5 回動規制壁
6 キャップ
7 貫通孔
8 環状壁
11 ローター
12 軸部
12S 小径軸部
12B 大径軸部
13 突出軸
14 翼部
14B 台部
14D 翼部本体
14p 支持面
14s 傾斜面(先端側側面)
14f 平面(後端側側面)
15 切欠(流通路)
16 凹部
17 円板状フランジ
18 空気抜き切欠
21 制御弁体
22 上側側壁
23 下側側壁
24 先端側側壁(先端側部分)
24s 平行傾斜面(内側面)
25 後端側側壁(後端側部分)
25f 平行平面(内側面)
26 切欠(流通路)
27 円弧壁
28 突出壁
31 粘性流体
41 Oリング
L 直線
X 制動トルク発生方向
Y 反制動トルク発生方向

Claims (5)

  1. 円筒状のハウジングと、
    円柱状の軸部の一部、および、この軸部の一部に放射方向に形成されるとともに、前記軸部の一部に軸方向へ形成された翼部が前記ハウジング内に回転可能に収容されたローターと、
    前記ハウジングと前記軸部の一部との間に配置され、前記翼部を覆う制御弁体と、
    前記ハウジング内に充填された粘性流体とを備え、
    前記ローターが前記ハウジングに対して制動トルク発生方向へ回転することにより、前記制御弁体が前記ローターに対して反制動トルク発生方向へ移動して前記粘性流体の流通路を閉塞することによって制動トルクを発生させる制動状態となり、
    前記ローターが前記ハウジングに対して反制動トルク発生方向へ回転することにより、前記制御弁体が前記ローターに対して制動トルク発生方向へ移動して前記粘性流体の流通路を開放することによって非制動状態となるダンパーにおいて、
    前記翼部を、前記軸部から放射状に延びた直線に対して回転方向へ非対称な形状に形成し、
    前記ローターが制動トルク発生方向へ回転するときに回転方向先端側に位置する前記翼部の先端側側面を、放射方向内側から放射方向外側へ向かって回転方向先端側から回転方向後端側へ傾斜する傾斜面とし、
    前記ローターが制動トルク発生方向へ回転するときに回転方向後端側に位置する前記翼部の後端側側面を、前記放射状に延びた直線と平行する平面とし、
    前記傾斜面と対向する前記制御弁体の内側面を、前記傾斜面に平行する平行傾斜面とし、
    前記平面と対向する前記制御弁体の内側面を、前記平面に平行する平行平面とした、
    ことを特徴とするダンパー。
  2. 請求項1に記載のダンパーにおいて、
    前記平行傾斜面を有する前記制御弁体の先端側部分の、前記軸部の軸に直交する幅を、放射方向内側から放射方向外側へ向かって広くした、
    ことを特徴とするダンパー。
  3. 請求項1または請求項2に記載のダンパーにおいて、
    前記平行傾斜面を有する前記制御弁体の先端側部分に、周方向へ延びる突出壁を設けた、
    ことを特徴とするダンパー。
  4. 請求項3に記載のダンパーにおいて、
    前記突出壁は、前記ハウジングの内周面に接している、
    ことを特徴とするダンパー。
  5. 請求項1に記載のダンパーにおいて、
    前記制御弁体の熱膨張係数を、前記ハウジングまたは前記ローターの熱膨張係数以下にした、
    ことを特徴とするダンパー。
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