JP3525307B2 - 緩衝装置におけるオリフィス構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直線的な衝撃を緩衝さ
せたり、回転動作を緩衝させるように成した緩衝装置の
オリフィス構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、緩衝装置には種々のものが提案さ
れているが、図１２に示すように摺動体３が摺動自在に
設けられたシリンダ１の空間に流体（例えば油）を封入
し、前記摺動体３の直線運動時にシリンダ１内の流体を
圧縮して負荷Ｔを緩衝させる緩衝装置がある。このよう
な原理を応用した緩衝装置は、緩衝力を調整するためオ
リフィスが設けられるが、従来は摺動体３に設けられて
いる。

【０００３】例えば、前記原理を応用した緩衝装置が特
開平６−３３９６６号公報に開示されている。図１３乃
至図１５について説明する。

【０００４】図１３は緩衝装置の動作前の側断面図、図
１４は緩衝装置の動作後の側断面図、図１５は組立状態
斜視図であり、上述の各図でハウジングは一端が閉じ他
端が開口した筒形ケース１１と、開口部にスナップ係合
するキャップ１２を有する。筒形ケース１１にはスナッ
プ爪１３を有し、キャップ１２にはスナップ爪１３に係
合する係合穴１４が穿たれている。

【０００５】２０は回転筒形カム体であり、３０は摺動
筒形カム体である。この両筒形カム体２０及び３０は円
筒壁に円周方向に等間隔に隔離して、二つの山型カム２
１，２１，３１，３１が設けられている。

【０００６】回転筒形カム体２０の山型カム２１，２１
は軸方向に平行な二辺のうち特に図１５に明らかなよう
に一辺の先端にカム斜面２２を有し、先端が閉塞され、
且つ筒形ケース１１の内周と嵌合する円筒部２３を有
し、この円筒部２３の内周は蓋や便座等の回転軸の端部
の形状に対応した小判型乃至角形と成され、円筒部２３
の開放端部２５は円筒ケース１１の内周にＯリング５１
を介して嵌着されている。

【０００７】更に摺動筒形カム体３０の山型カム３１，
３１は一辺が軸方向に平行で他の一辺にカム斜面３２を
有する。山型カム３１，３１の先端には外周方向に突出
する突起３３が設けられている。この突起３３は筒形ケ
ース１１の内周に１８０度の位相で軸方向に設けたスリ
ット１６に係合し、摺動筒形カム体３０がハウジング１
０の内部で軸方向に移動できるが回転できないようにな
されている。

【０００８】摺動筒形カム体の二つの山型カム３１，３
１は円筒終端部３４の周縁部に沿って軸方向に延設する
ように設けてあり、終端部３４の中心に、中心部が円形
で、その周りに放射状の切り込み部が設けられた花弁形
の弁孔３５が穿たれ、円筒部３６は山型カム３１，３１
の延設方向と反対方向に延設され、同心状と成されてい
る。

【０００９】４０は弁筒部材であって、弁孔３５の中心
の円形部に摺動自在に嵌合する盲筒４１と、この盲筒４
１の開放端部にはフランジ４２を有し、盲筒４１の底の
中心には小孔４３が設けられている。上述した筒形ケー
ス１１、キャップ１２、回転筒形カム体２０、摺動筒形
カム３０、弁筒部材４０はプラスチック等で形成されて
いる。

【００１０】上記した各部品を用いた緩衝装置を組み立
てる場合には、図１５に示すように弁筒部材４０の盲筒
４１を摺動筒形カム体３０の円筒部３６内から終端部３
４にある弁孔３５内に挿入し、弁筒部材４０をワッシャ
４４を介して摺動筒形カム体３０に組付け、筒状ケース
１１内にコイルスプリング５０を挿入後、摺動筒形カム
体３０、回転筒形カム体２０を順に入れ、両カム体３０
及び２０の山型カム３１，３１及び２１，２１同志を噛
み合わせて最後にキャップ１２を筒形ケース１１の開放
端部に覆せてスナップ係合させて、図１３に示すように
緩衝装置を構成させる。なお、摺動筒形カム体３０及び
回転筒形カム体２０と筒形ケース１１内壁間とはシール
用Ｏリングでシールされる。

【００１１】上述のように緩衝装置は、図１３に示すよ
うにハウジング１０を構成する筒形ケース１１の内部で
摺動筒形カム体３０の終端部３４によって仕切られた左
右二つの空間ＡとＢが生じ、この空間Ａ及びＢは弁筒部
材４０の盲筒４１の底の小孔４３と、終端部３４に穿設
された弁孔３５の放射状の切込部３５Ｂとで連通されて
いる。これら空間Ａ及びＢ内には空気又はシリコンオイ
ル等を充満させるようになす。

【００１２】しかして、上述の緩衝装置は、ハウジング
を固定し、蓋、便座等の軸の端部を回転円筒カム体２０
の円筒部２３の内周２４に挿入セットし、蓋、便座等の
回転力を回転筒形カム体２０に伝達させる。図１３は蓋
や便座が上向きに回動し、蓋は開かれ、便座は開いてい
る状態を示す。この時、弁筒部材４０のフランジ４２は
終端部３４から左側に離間した位置にある。従って、こ
の時空間ＡとＢは弁筒部材の小孔４３以外に終端部３４
の弁孔３５の切欠き部３５Ｂによっても連通している。

【００１３】今、開いている蓋を閉じたり、開いている
便座を閉じると、これら部材の自重によって回転力が回
転筒形カム体２０に回転力を与え、この山型カム２１，
２１のカム斜面２２は摺動筒形カム体３０の山型カム３
１，３１のカム斜面３２に乗り上げる。その結果、摺動
筒形カム体はコイルスプリング５０の偏倚力に抗して突
起３３はスリット１６に沿って左方向（Ａ空間方向）に
押圧される。

【００１４】これによって空間部Ａの気圧（液圧）は高
められ、弁筒部材４０のフランジ４２がこの圧を受けて
右方向に移動し、終端部３４に形成した弁孔３５の切込
部３５Ｂを閉じる。この弁筒部材４０の右方向への移動
は回転円筒カム体２０に回転力が与えられた直後に行わ
れるので、その後の空圧又は液圧は弁筒部材の小孔４３
を通ってしか空間Ａから空間Ｂに流入しないため、小孔
４３の断面積又は流量に応じた緩衝装置としての制動力
を付与し、例えば便座を閉じ（下げ）た時に静かに回動
して、便器に当った時に大きな音を出さないようにする
ことができるように成されている。図１４は便座が閉じ
た状態での緩衝装置の内部状態を示している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】そして、上述の緩衝装
置においては、摺動筒形カム体３０が、図１２に示す場
合の摺動体３に対応するから、この従来例においても摺
動体にオリフィスが設けられていることになる。即ち、
摺動筒形カム体３０に弁筒部材４０が設けられ調整され
るからである。このように図１２に示す原理を応用する
緩衝装置においては、従来、摺動体にオリフィスが設け
られている。しかしながら、前記従来例からも理解でき
る通り、摺動体にオリフィスを設けるのは構造が複雑に
なり装置も小型化できない問題がある。

【００１６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、よりシンプルな構成で小型化でき、小型
でもダンピング効果の高い新規な緩衝装置におけるオリ
フィス構造を提供せんとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、シリンダと摺動体とは、一方にキーが、
他方にキー溝が設けられ、互に係合して摺動体はシリン
ダ内に摺動自在となっており、シリンダ内に流体を封入
し前記摺動体の直線運動時にシリンダ内の流体を圧縮し
て負荷を緩衝させる緩衝装置のオリフィス構造におい
て、前記キー及び前記キー溝との係合部分、前記キーに
穿設した孔、前記シリンダと前記摺動体の間がオリフィ
スとなっていることを特徴とする。

【００１８】また、シリンダ内に軸を挿通し、該軸に摺
動体を摺動自在に設け、シリンダと摺動体及び摺動体と
軸とは、一方にキーが、他方にキー溝が設けられ、互に
係合して摺動自在となっており、シリンダ内に流体を封
入し前記摺動体の直線運動時にシリンダ内の流体を圧縮
して負荷を緩衝させる緩衝装置のオリフィス構造におい
て、前記キーと前記キー溝との係合部分、前記キーに穿
設した孔、前記シリンダと前記摺動体の間及び前記摺動
体と前記軸との間がオリフィスとなっていることを特徴
とする。

【００１９】さらに、前記キー及びキー溝は、ストレー
トのもの、リードをもつもの、スパイラル状のもののい
ずれか、あるいはこれらの組合せであることを特徴とす
る。

【００２０】

【作用】本発明は、キーとキー溝との係合部分、シリン
ダと摺動体の間及び摺動体と軸との間をオリフィスとす
るので、摺動体に特別の弁筒部材を設けたり、オリフィ
スを設けたりしないので、簡単な構成で緩衝装置も小型
化でき、小型でも緩衝効果を大きくできる。

【００２１】

【実施例】以下、図示の実施例について本発明を詳細に
説明する。図１は本発明の実施例を示す横断面図、図２
はその変形例を示す横断面図、図３は縦断面図であっ
て、１はシリンダ、３は摺動体を示す。シリンダ１には
キー溝２が設けられ、摺動体３にはキー４が設けられ、
互に掛合して摺動体３はシリンダ１内に摺動自在となっ
ている。

【００２２】前記シリンダ１内の空間には流体５、例え
ば油が封入され、摺動体３の直線運動時に流体５を圧縮
して負荷を緩衝するようになっている。

【００２３】そして、シリンダ１の内面１ａと摺動体３
の外面３ａとの間は、Ｏリング６でシールされ、キー溝
２とキー４との係合部分の隙間がオリフィスとなってい
る。図１は摺動体３の端部でシールされている場合を示
し、図２は摺動体３の略中央でシールされている場合を
示す。本例はキー溝２及びキー４がストレートの場合で
ある。

【００２４】図４及び図５は他の実施例を示す横断面図
及び縦断面図を示し、シリンダ１内に軸７を挿通し、摺
動体３は該軸７を軸心に摺動自在とした例で、摺動体３
と軸７も、摺動体３にキー８が、軸７にキー溝９が設け
られ、互に係合して摺動自在となっている。そして、摺
動体３の内面３ｂと軸７の外面７ａとの間はＯリング１
０でシールされている。他は前記実施例と同様であり、
同一符号は同一物を示す。

【００２５】本例は、シリンダ１の内面１ａと摺動体３
の外面３ａとの間及び摺動体３の内面３ｂと軸７の外面
７ａとの間がシールされ、キー４とキー溝２との係合部
分及びキー８とキー溝９との係合部分がオリフィスとな
る。

【００２６】この場合、図６に示すようにシリンダ１の
内面１ａと摺動体３の外面３ａとの間だけＯリング６で
シールし、キー４とキー溝２との係合部分及びキー８と
キー溝９との係合部分の他に摺動体３の内面３ｂと軸７
の外面７ａとの間をオリフィスとしてもよい。

【００２７】また、図７に示すように摺動体３の内面３
ｂと軸７ａとの間だけをＯリング１０でシールし、キー
４とキー溝２との係合部分及びキー８とキー溝９との係
合部分の他にシリンダ１の内面１ａと摺動体３の外面３
ａとの間をオリフィスとしてもよい。

【００２８】上記実施例において、キー４，８及びキー
溝２，９がストレートの場合を説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、リードをもつものや螺旋
状のものも含有するものである。

【００２９】次のその一例を図８乃至図１０について説
明する。図８は横断面図、図９は図８Ａ−Ａ線断面図、
図１０は分解斜視図である。尚、従来例と同一物は同一
符号を付して説明する。同図において、シリンダ１１は
一端が開口しその外周にはスナップ爪１３，１３が突出
され、他端は底部１１ａとなっており、その開口部はキ
ャップ１２が係止されている。キャップ１２は、外周面
に前記スナップ爪１３に係合する係合孔１４が設けら
れ、この係止孔１４が、シリンダ１１の外周に突出され
たスナップ爪１３に係合して係止される。即ち、キャッ
プ１２はワンタッチで着脱できる。

【００３０】シリンダ１１は、略々正方形状に形成され
４隅に取付孔６１を穿ったベース６０上に固定されて一
体化されている。シリンダ１１には段付軸６３が嵌挿さ
れており、キャップ１２は中心部に透孔６２が穿たれ、
段付軸６３の大径部６３ａの端面に形成された平行カッ
ト盲穴６４が座ぐられている。この平行カット盲穴６４
には、例えば便座や便器蓋のヒンジ部の回転軸等が挿入
され、該回転軸等の運動が段付軸６３に伝動される。

【００３１】前記シリンダ１１の底部１１ａには、軸受
穴１１ｂが座ぐられ、この軸受穴１１ｂに連通してエア
抜き又はオイル補充に用いられる螺子穴１１ｃが設けら
れ、１１ｄは封止用螺子６５の皿部が挿入される螺子穴
１１ｃの座ぐり部であり、これら軸受穴１１ｂ、螺子穴
１１ｃ並びに座ぐり部１１ｄは連通された透孔と成され
ている。勿論、軸受穴１１ｂのみ構成されて、螺子穴１
１ｃ及び座ぐり部１１ｄを形成せずに他の部位にこれら
を設けてもよい。封止用螺子６５にはゴム製の０リング
又はパッキン６６等を介してエア又は油が漏洩しないよ
うになされている。

【００３２】前記シリンダ１１の内径部１１ｅ内に挿入
された段付軸６３は、大径部６３ａとこの大径部６３ａ
に連通する軸部６３ｂとで構成され、その軸部６３ｂの
一端が、シリンダ１１の底部１１ａに穿った軸受穴１１
ｂに回転自在に嵌入され支持されている。

【００３３】大径部６３ａの端面には平行カットされた
盲穴６４が軸方向に所定の深さ座ぐられ、その外周部に
は０リング６８が嵌め込まれ、シリンダ１１の内面との
間で回動可能にシールされている。

【００３４】また、シリンダ１１の内径部１１ｅには図
８及び図９に明示されているように内径方向の１８０°
角度位置にストレートのキー溝６７が長手方向に沿って
形成されている。このキー溝６７は、図１１に示すよう
にシリンダ１１の開口側の内径１１ｆを、キー溝６７の
直径より大きく選択して、この大径部１１ｆの段部位置
から長手方向に沿って内径部１１ｅの内周１８０°角度
位置に対向配設してもよい。

【００３５】摺動体６９は、シリンダ１１の内径部１１
ｅに嵌入して摺動するような外径に選択された円柱体
で、前記段付軸６３の軸部６３ｂに摺動自在に取付けら
れてシリンダ１１内に嵌挿されている。

【００３６】前記段付軸６３の軸部６３ｂ外周には、段
付軸６３の回転に伴って摺動体６９が軸部６３ｂに沿っ
て移動可能なように軸方向に向う緩い螺旋状のキー溝６
３ｆが形成されている。また、摺動体６９にも外周の１
８０度角度位置に、その軸方向に突出したストレートキ
ー７０が形成され、中心部に穿った貫通孔７１に、前記
キー溝６３ｆに沿ったカーブ状に形成されたキー７２が
形成されている。即ち、摺動体６９は、キー７０とキー
溝６７、及びキー７２とキー溝６３ｆとが互に係合いし
てシリンダ１１内を摺動する。

【００３７】また、シリンダ１１の内径部１１ｅ内に
は、底部１１ａの螺子穴１１ｃから流体（空気、液体
等）が充填される。この流体としてはグリスのような粘
性体、油、水、ガス、空気等を挙げることができ、本例
では油７３が充填されている。

【００３８】そして、オリフィスは、段付軸６３と摺動
体６９の間、摺動体６９とシリンダ１１の間、キー７０
とキー溝６７の係合部分及びキー７２とキー溝６３ｆの
係合部分とするが、このオリフィスは、段付軸６３と摺
動体６９とシリンダ１１の間を０リングでシールする組
合せによって種々に選択できる。

【００３９】即ち図８及び図１１において、摺動体６９
の内径の貫通孔７１の始端にリング溝８０を、さらに外
周に沿ってリング溝８１を囲繞させ、これらリング溝８
０及び８１のいずれか一方又は両方に０リング８２及び
８３を嵌着させる組合せによって、摺動体６９をはさん
で筒形ケース１１の内径部１１ｅ内に形成された空間Ａ
から空間Ｂに流通するオイルのオリフィスとしての通路
を選択できる。

【００４０】リング溝８０に０リング８２を嵌着する
と、段付軸６３と摺動体６９の間がシールされるので、
オリフィスは摺動体６９と筒形ケース１１の間の隙間及
びキー溝６３ｆとキー７２間の隙間となる。リング溝８
１に０リング８３を嵌着すると、摺動体６９と筒形ケー
ス１１の間がシールされるので、オリフィスは段付軸６
３と摺動体６９の間及びキー溝６７とキー７０の間とな
る。リング溝８０及びリング溝８１の両方にＯリング８
２及び８３を嵌着すると、キー溝６３ｆとキー７２の間
及びキー溝６７とキー７０との間がオリフィスとなる。
尚、キー７２及び７０には、貫通する透孔を穿って、オ
リフィスとしてもよい。

【００４１】しかして、本実施例の緩衝装置は、次のよ
うに作用する。便座や蓋、扉等の回転体の軸の先端は平
行カットされていて、シリンダ１１のキャップ１２に穿
った透孔６２を通して段付軸６３の平行カット盲穴６４
に挿入係止される。従って、便座等が立てられた状態か
ら下げられて閉じられると、回転体である負荷の軸が回
転して段付軸６３をシリンダ１１内で回転させる。

【００４２】するとストレートキー７０がシリンダ１１
の内径部１１ｅのキー溝６７に係合している摺動体６９
は、回転を拘束されているので軸部６３ｂに形成したキ
ー溝６３ｆと貫通孔７１に形成したキー７２との係合に
基づくリードによって軸方向にスライドする。

【００４３】このスライドによって摺動体６９は油７３
を圧縮する。従って、この際に油７３はキー溝６３ｆ及
び６７とキー７２及び７０との間の２個所の隙間を通じ
てＢ空間からＡ空間又はＡ空間からＢ空間に流入する。
この隙間は極めて狭いのでオリフィスとして機能させて
負荷に緩衝効果を与えることができる。

【００４４】この緩衝効果は、オリフィスの隙間を調整
したり、隙間をＯリングでシールすることによって使用
するオリフィスの隙間の数を選択したり することによ
って適宜調整することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明した通り、本発明の緩衝
装置におけるオリフィス構造によれば、隙間をオリフィ
スとして利用するので、積極的に流通孔を設ける場合を
除いて特にオリフィスを設ける必要がなく、より構成を
シンプルにすることができる。従って、装置もシンプル
な構造にでき、全体を小さくできると共に、小型でもダ
ンピンナグ効果の高いものが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す横断面図である。

【図２】図１の変形例を示す横断面図である。

【図３】本発明の実施例を示す縦断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す横断面図である。

【図５】図４の縦断面図である。

【図６】図４の変形例を示す横断面図である。

【図７】図４の他の変形例を示す横断面図である。

【図８】本発明の更に他の実施例を示す横断面図であ
る。

【図９】図８７の縦断面図である。

【図１０】図８の分解斜視図である。

【図１１】図８の変形例を示す横断面部分図である。

【図１２】緩衝装置の原理を示す説明図である。

【図１３】従来の緩衝装置の動作前の横断面図である。

【図１４】従来の緩衝装置の動作後の横断面図である。

【図１５】従来の緩衝装置の組立状態斜視図である。

【符号の説明】

１，１１ シリンダ ２−９，６３ｆ，６７ キー溝 ３，６７ 摺動体 ４，８，７０，７２ キー ６，１０，６８，８２，８３ Ｏリング ６３ 段付軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 9/00 - 9/58 A47K 13/00 - 17/02 G10C 3/02 E05F 3/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと摺動体とは、一方にキーが、
   他方にキー溝が設けられ、互に係合して摺動体はシリン
   ダ内に摺動自在となっており、シリンダ内に流体を封入
   し前記摺動体の直線運動時にシリンダ内の流体を圧縮し
   て負荷を緩衝させる緩衝装置のオリフィス構造におい
   て、前記キー及び前記キー溝との係合部分、前記キーに
   穿設した孔、前記シリンダと前記摺動体の間がオリフィ
   スとなっていることを特徴とする緩衝装置におけるオリ
   フィス構造。
2. 【請求項２】 シリンダ内に軸を挿通し、該軸に摺動体
   を摺動自在に設け、シリンダと摺動体及び摺動体と軸と
   は、一方にキーが、他方にキー溝が設けられ、互に係合
   して摺動自在となっており、シリンダ内に流体を封入し
   前記摺動体の直線運動時にシリンダ内の流体を圧縮して
   負荷を緩衝させる緩衝装置のオリフィス構造において、
   前記キーと前記キー溝との係合部分、前記キーに穿設し
   た孔、前記シリンダと前記摺動体の間及び前記摺動体と
   前記軸との間がオリフィスとなっていることを特徴とす
   る緩衝装置におけるオリフィス構造。
3. 【請求項３】 前記キー及び前記キー溝は、ストレート
   のもの、リードをもつもの、スパイラル状のもののいず
   れか、あるいはこれらの組合せであることを特徴とする
   請求項１，２記載の緩衝装置のおけるオリフィス構造。