JP3658253B2 - Rotating damper - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、便器の便蓋のようなフラップ扉その他の回転扉の回転速度を低速に抑えるための回転ダンパに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の回転ダンパとしては、例えば、特公平7−23660号公報に記載のものがある。この公報に記載の回転ダンパは、筒状をなすケーシングと、このケーシングに回転自在に挿入された回転軸と、ケーシングの内周面と回転軸の外周面との間の環状の空間に回転自在に配置された筒状の可動部材と、この可動部材と回転軸との間に設けられたクラッチ機構と、ケーシングの内周面と可動部材の外周面との間に設けられた粘性流体とを備えており、可動部材とケーシングとの間の相対回転を粘性流体の剪断抵抗によって低速に抑え、それによって回動軸の回転速度を低速に抑えるというものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転ダンパは、構造が複雑で部品点数が多く、そのため製造費が嵩むという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、第1の発明は、筒部を有するケーシングと、上記筒部の内径より外径が小さく、かつ筒部にこれと軸線を一致させて回転可能に挿入された軸部を有し、上記ケーシングに上記筒部の軸線を中心として回転可能に連結された回転軸と、上記筒部の内周面と上記軸部の外周面との間に形成される環状の空間に配置された弾性的に拡縮径可能であるコイル体とを備え、上記コイル体に外力が作用しない自然状態では上記筒部の内周面に上記コイル体が弾性的に押圧接触するように、上記コイル体の大きさが設定され、上記コイル体の一端部と他端部とが上記回転軸にその周方向へ所定範囲相対回動可能に、かつ異なる位相に連結されており、それにより上記回転軸の一方向への回転時には上記コイル体の一端部が上記回転軸の回転に追随して回転し始めた後に上記コイル体の他端部が上記回転軸の回転に追随して回転し始め、上記回転軸の他方向への回転時には上記コイル体の他端部が上記回転軸の回転に追随して回転し始めた後に上記コイル体の一端部が上記回転軸の回転に追随して回転し始めるように構成されていることを特徴としている。
【0005】
上記の問題を解決するために、第2の発明は、筒部を有するケーシングと、上記筒部の内径より外径が小さく、かつ筒部にこれと軸線を一致させて回転可能に挿入された軸部を有し、上記ケーシングに上記筒部の軸線を中心として回転可能に連結された回転軸と、上記筒部の内周面と上記軸部の外周面との間に形成される環状の空間に配置された弾性的に拡縮径可能であるコイル体とを備え、上記コイル体に外力が作用しない自然状態では上記筒部の内周面と上記コイル体との間に環状の隙間が形成されるように、上記コイル体の大きさが設定され、上記環状の隙間に粘性流体が設けられ、上記コイル体の一端部と他端部とが上記回転軸にその周方向へ所定範囲相対回動可能に、かつ異なる位相に連結されており、それにより上記回転軸の一方向への回転時には上記コイル体の一端部が上記回転軸の回転に追随して回転し始めた後に上記コイル体の他端部が上記回転軸の回転に追随して回転し始め、上記回転軸の他方向への回転時には上記コイル体の他端部が上記回転軸の回転に追随して回転し始めた後に上記コイル体の一端部が上記回転軸の回転に追随して回転し始めるように構成されていることを特徴としている。
【0008】
【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1〜図9を参照して説明する。
まず、図1〜図4に示すこの発明の一実施の形態について説明する。なお、図1はこの発明に係る回転ダンパ1を示す図3のX−X線に沿う断面図であり、図2、図3はそれぞれ図1のY−Y線、Z−Z線に沿う断面図であり、図4は回転ダンパ1の分解図である。
【0009】
図1に示すように、回転ダンパ1は、ケーシング2、回転軸3およびコイル体4とを備えている。
ケーシング2は、本体(筒部)21と蓋体22とから構成されている。本体21は、一端が開口し、他端に底部21aを有する円筒として形成されている。本体21の一端開口部には、奥側部分より大径の支持孔21bが形成されている。底部21aの内面中央部には、支持突起21cが本体21の軸線上に形成されている。一方、蓋体22は、長さの短い短円筒状をなすものであり、本体21の開口側端部の外周に嵌合されて、その開口部を閉じている。しかも、図1および図2に示すように、蓋体22には係止孔22aが形成されており、この係止孔22aに本体21の係止突起21dが嵌り込むことにより、蓋体22が本体21に着脱可能に係止されている。蓋体22の中央部には、これを貫通する貫通孔22bが形成されている。なお、本体21は、例えばフラップ扉とこれを回転自在に支持する躯体(いずれも図示せず)とのいずれか一方に回転不能に連結される。
【0010】
回転軸3は、その一端側から他端側へ向って順次形成された連結部31、支持部32、および軸部33を有している。連結部31、支持部32および軸部33は、互いの軸線を一致させて形成されている。連結部31は、貫通孔22bを回転自在に貫通しており、貫通孔22bから外部に突出した端部には、フラップ扉と躯体とのいずれか他方が回転不能に連結される。支持部32は、本体21の支持孔21bに回転自在に嵌合している。支持部32の外周面と支持孔21bの内周面との間は、Oリング等のシール部材5によって密封されている。軸部33は、本体21内に挿入されており、その先端面中央部には、凹部33aが形成されている。この凹部33aには、支持突起21cが回転自在に嵌合している。支持部32が支持孔21bに回転自在に嵌合するとともに、凹部33aに支持突起21cが嵌合することにより、回転軸3がケーシング2に互いの軸線を一致させて回転自在に支持されている。
【0011】
回転軸3の軸部33の外径は、本体21の内径より小径になっており、軸部33の外周面と本体21の内周面との間には、本体21の軸線を中心とする環状の空間6が形成されている。この空間6内に上記コイル体4が本体21と軸線を一致させて回転可能に配置されている。
【0012】
コイル体4は、鋼製の帯状の板材をコイル状に巻回してなるものであるが、必ずしも鋼材を用いる必要はなく、他の材質のものであってもよい。ただし、コイル体4は、後述するように、本体21の内周面に押圧接触し、それに伴なって発生する摩擦抵抗によってケーシング2と回転軸3との相対回転速度を低速に抑え、ひいてはフラップ扉等の回転速度を低速に抑えるものであるので、摩擦抵抗に十分に耐えられる強度、および耐摩耗性を有しているものであることが望ましい。また、大きな摩擦抵抗が得られるよう、帯状の板材が用いられているが、所望の摩擦抵抗が得られるのであれば、断面正方形、長方形または円形の線材を用いてもよい。
【0013】
コイル体4の外径は、それに外力が作用しない自然状態では本体21の内径より若干大径になっている。したがって、コイル体4は、空間6に挿入された状態では、その外周面が本体21の内周面に若干の押圧力をもって接触している。
【0014】
コイル体4の両端部には、その直径径線上を内側へ向って突出する係合部41,42が形成されている。各係合部41,42は、回転軸3の軸部33にその長手方向に沿って形成された係合溝33bに挿入されている。図3に示すように、係合部41,42の厚さは、係合溝33bの幅より薄くなっている。したがって、係合部41,42は、係合溝33aに対しその溝幅と係合部41,42の厚さの差の分だけ相対回転可能である。しかも、係合部41,42は、軸部33の周方向における位相が互いに異なっており、係合部41は係合溝33bの一方の側面に接触し、係合部52は係合溝33bの他方の側面に接触している。したがって、回転軸3が矢印A方向へ回転すると、係合部41は回転軸3と一緒に直ちに回転し始めるが、係合部42は回転軸3が係合溝33bの幅の分だけ回転した後に回転軸3と一緒に回転し始める。逆に、回転軸3が矢印B方向へ回転すると、係合部42は回転軸3と一緒に直ちに回転し始めるが、回転軸3が係合溝33bの幅の分だけ回転した後に回転軸3と一緒に回転し始める。係合部42(41)を位置固定した状態で係合部41(42)を矢印A(B)方向へ回転させると、コイル体4が拡径するようにその巻回方向が定められている。
【0015】
上記構成の回転ダンパ1において、回転軸3がケーシング2に対して図3の矢印A方向へ相対回転すると、係合部41が回転軸3と一緒に回転し、係合部41近傍のコイル体4が同方向へ回転しようとする。このとき、コイル体4の外周がケーシング2の内周面に押圧接触しているので、コイル体4とケーシング2との間に摩擦抵抗が発生する。この摩擦抵抗によってコイル体4の回転が抑えられるため、コイル体4が拡径しようとしてケーシング2の内周面にさらに強く押圧接触し、より大きな摩擦抵抗が発生する。この摩擦抵抗によって、回転軸3の回転速度が低速に抑えられ、ひいてはフラップ扉等の回転速度が低速に抑えられる。
【0016】
回転軸3が係合溝33bの幅の分だけ回転すると、係合部42が係合溝33bの一方の側面に突き当たる結果、係合部42が回転軸3と一緒に矢印A方向へ回転し始める。これにより、係合部42近傍のコイル体4が縮径しようとする。このため、係合部42が回転し始めた後は、コイル体4全体がそれ以上拡径することがなくなる。よって、コイル体4とケーシング2との間に作用する摩擦抵抗も増大することなくほぼ一定になる。
なお、回転軸3を矢印B方向へ回転させた場合も同様である。
【0017】
上記構成の回転ダンパ1は、ケーシング2、回転軸3およびコイル体4によって構成されており、従来の回転ダンパに比べて少なくとも可動部材の分だけ部品点数が少ない。したがって、その分だけ構造を簡単にし、製造費を低減することができる。
【0018】
また、回転ダンパ1においては、コイル体4の両端部の係合部41,42を係合溝33bに挿入しているが、いずれか一方の係合部41(42)だけを係合溝部33bに挿入し、他方の係合部42(41)を回転軸33に対してフリーにしてもよい。その場合には、係合部41(42)と係合溝33bとを同一幅にし、係合部41(42)を回転軸33に回転不能に連結してもよい。
【0019】
コイル体4の一端部だけを回転軸3に回転不能に連結し、他端部をフリーにした場合、例えば係合部41を回転軸33に回転不能に連結し、係合部42を回転軸33に対してフリーにした場合には、回転軸33が矢印A方向へ回転するときには大きな摩擦抵抗が発生するが、回転軸33が矢印B方向へ回転するときには、コイル体4が縮径しようとするので、摩擦抵抗がほとんど発生しない。したがって、回転ダンパ1を例えば便器に用いる際に、便座の閉時の回転方向を矢印A方向に合わせることにより、便座の閉回動を低速に抑え、しかも開時には便座を軽く回動させることができる。
【0020】
また、上記の回転ダンパ1においては、コイル体4の自然状態での外径をケーシング2の内径より若干大径にし、それによってコイル体4の外周面をケーシング2の内周面に押圧接触させているが、コイル体4の自然状態における内径を軸部33の外径より若干小径にし、それによって自然状態のコイル体4の内周面を軸部33の外周面に押圧接触させるようにしてもよい。そのようにする場合には、本体21の内周面に上記係合溝33bに代わる係合溝を形成する一方、コイル体4の係合部41,42を径方向外側へ突出させて係合溝に挿入する。勿論、この場合にも、いずれか一方の係合部41(42)だけをケーシング2に固定し、他方をフリーにしてもよい。
【0021】
図5は、この発明の他の実施の形態を示すものであり、図1の符号イで示す部分に相当する部分の拡大図である。この実施の形態においては、上記空間6内にポリイソブチレン等の高分子粘性流体その他の粘性流体7が充填されている。また、コイル体4の自然状態での外径が本体21の内径より若干小径になっている。したがって、コイル体4の外周面と本体2の内周面との間にも、粘性流体7が充填されている。その他の構成は、上記回転ダンパ1と同様である。
【0022】
この実施の形態の回転ダンパにおいては、回転軸3が回転すると、コイル体4と粘性流体7との間に作用する剪断抵抗によってコイル体4の回転が抑えられ、ひいては回転軸4の回転が抑えられる。しかも、コイル体4の回転が抑えられると、コイル体4が拡径し、その外周面と本体21の内周面との間隔が狭くなるため、剪断抵抗がより一層大きくなる。そして、コイル体4の外周面の少なくとも一部が本体21の内周面に直接接触し、それらの間に摩擦抵抗が発生する。したがって、回転軸3に作用する回転抑止力を回転軸3の回転速度に対応して増大させることができ、回転抑止力の変化量を大きくすることができる。
【0023】
なお、この実施の形態においても、コイル体4の一端部だけを回転軸3に連結し、他端部をフリーにしてもよい。また、コイル体4の少なくとも一端部をケーシング2に連結し、回転軸3の回転時にコイル体4を縮径させて、軸部33に押圧接触させるようにしてもよい。
【0024】
図6および図7は、回転軸3とコイル体4との連結構造の他の例をそれぞれ示す図であり、図6に示す連結構造は、支持部32の本体21側を向く端面に係合突起32aを形成する一方、コイル体4の一端面に係合凹部43を形成し、係合凹部43に係合突起32aを嵌め込むことにより、コイル体4の一端部を回転軸33に回転不能に連結したものである。図7に示す連結構造は、支持部32に係合凹部32bを形成する一方、コイル体4の一端面に係合突起44を形成し、係合突起44を係合凹部32bに嵌め込むことにより、コイル体4の一端部を回転軸3に回転不能に連結したものである。
【0025】
なお、図6、図7に示す連結構造は、ケーシング2の底部21aまたは蓋体22とコイル体4との連結にも採用することができる。また、図6に示す実施の形態では、コイル体4の支持部32側の端部を円筒状に、図7に示す実施の形態では支持部32から離れた端部を円筒状にしているが、全体をコイル状にしてもよく、また逆側の端部を円筒状にしてもよい。
【0026】
図8および図9はこの発明のさらに他の実施の形態を示すものである。この実施の形態の回転ダンパ1′においては、回転軸3が連結部31および支持部32だけから構成されており、軸部33を有していない。軸部33が形成された部分には、それに代えてコイル体4が一体に設けられている。コイル体4は、本体21の内部に粘性流体が充填されない場合には、外力が作用しない自然状態で外径が本体21の内径より若干大径に形成され、粘性流体が充填される場合には、本体21の内径より若干小径に形成される。いずれの場合にも、回転軸3が一方向(この実施の形態の場合、図3の矢印A方向)へ回転するときには、コイル体4が拡径しようとするので、回転軸3の回転速度が低速に抑えられる。回転軸3が逆方向へ回転するときには、コイル体4が縮径しようとするので、回転軸3に回転を阻止しようとする力が小さく、回転軸3は比較的自由に回転することができる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、回転ダンパの構成部品を減らしてその構造を簡単にすることができるとともに、その製造費を低減することができるという効果が得られる。
コイル体の一端部をケーシングと回転軸とのいずれか一方に連結し、コイル体を他方に直接に、あるいは粘性流体を介して接触させるようにすれば、回転軸を一方向への回転時にはその回転速度を低速に抑え、他方向への回転時には比較的自由に回転させることができるという効果が得られる。
さらに、コイル体とケーシングまたは回転軸との間に粘性流体を介在させた場合には、回転軸の回転を抑える力を大きく変化させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態を示す図であって、図3のX−X線に沿う断面図である。
【図2】図1のY−Y線に沿う断面図である。
【図3】図1のZ−Z線に沿う断面図である。
【図4】図1に示す実施の形態の分解図である。
【図5】この発明の他の実施の形態を示す図であって、図1のイ円部に相当する部分の拡大図である。
【図6】この発明に係る回転軸とコイル体との連結構造の他の例を示す分解斜視図である。
【図7】この発明に係る回転軸とコイル体との連結構造のさらに他の例を示す分解斜視図である。
【図8】この発明のさらに他の実施の形態を示す図1と同様の断面図である。
【図9】図8に示す実施の形態で用いられている回転軸とこれに一体に形成されたコイル体とを示す図である。
【符号の説明】
1 回転ダンパ
1′ 回転ダンパ
2 ケーシング
3 回転軸
4 コイル体
21 本体(筒部)
33 軸部
6 環状の空間
7 粘性流体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary damper for suppressing the rotation speed of a flap door such as a toilet lid of a toilet bowl or the like to a low speed.
[0002]
[Prior art]
An example of this type of conventional rotary damper is disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-23660. The rotary damper described in this publication is rotatable in an annular space between a cylindrical casing, a rotary shaft rotatably inserted in the casing, and an inner peripheral surface of the casing and an outer peripheral surface of the rotary shaft. A cylindrical movable member disposed in the cylinder, a clutch mechanism provided between the movable member and the rotating shaft, and a viscous fluid provided between the inner peripheral surface of the casing and the outer peripheral surface of the movable member. The relative rotation between the movable member and the casing is suppressed to a low speed by the shearing resistance of the viscous fluid, and thereby the rotation speed of the rotating shaft is suppressed to a low speed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional rotary damper has a problem in that the structure is complicated and the number of parts is large, which increases the manufacturing cost.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the first invention is a casing having a cylindrical portion and an outer diameter smaller than the inner diameter of the cylindrical portion, and the cylindrical portion is rotatably inserted with its axis aligned with the cylindrical portion. An annular shaft formed between a rotating shaft having a shaft portion and rotatably connected to the casing about the axis of the tube portion, and an inner peripheral surface of the tube portion and an outer peripheral surface of the shaft portion. and a coil body can be elastically scaled diameter arranged in the space, in a natural state in which no external force acts on the coil body so that the upper Symbol coil body is resiliently biased contact with the inner peripheral surface of the tubular portion In addition, the size of the coil body is set, and one end and the other end of the coil body are connected to the rotating shaft in a circumferential direction relative to each other in a predetermined range and connected to different phases. The one end of the coil body is The other end of the coil body starts to rotate following the rotation of the rotating shaft after starting to rotate following the rotation of the rotating shaft, and the other end of the coil body when rotating in the other direction of the rotating shaft The coil body is configured to start rotating following the rotation of the rotating shaft after the portion starts rotating following the rotation of the rotating shaft .
[0005]
In order to solve the above problems, the second invention is a casing having a cylindrical portion, and an outer diameter smaller than the inner diameter of the cylindrical portion, and is inserted rotatably into the cylindrical portion with its axis aligned with the cylindrical portion. An annular shaft formed between a rotating shaft having a shaft portion and rotatably connected to the casing about the axis of the tube portion, and an inner peripheral surface of the tube portion and an outer peripheral surface of the shaft portion. and a coil body can be elastically scaled diameter arranged in the space, in a natural state in which no external force acts on the coil body is an annular gap between the inner peripheral surface and the upper Symbol coil body of the tubular portion The size of the coil body is set to be formed, a viscous fluid is provided in the annular gap, and one end and the other end of the coil body are relative to the rotating shaft in a predetermined range in the circumferential direction. It is pivotable and connected to different phases, so that When rotating in the direction, one end of the coil body begins to rotate following the rotation of the rotating shaft, and the other end of the coil body begins to rotate following the rotation of the rotating shaft. When rotating in the other direction, the other end of the coil body starts rotating following the rotation of the rotating shaft, and then the one end of the coil body starts rotating following the rotation of the rotating shaft. It is characterized by being composed .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, an embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 4 will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 3 showing a
[0009]
As shown in FIG. 1, the
The
[0010]
The rotating
[0011]
The outer diameter of the
[0012]
The
[0013]
The outer diameter of the
[0014]
Engaging
[0015]
In the
[0016]
When the
The same applies when the
[0017]
The
[0018]
In the
[0019]
When only one end of the
[0020]
Further, in the
[0021]
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a portion corresponding to the portion indicated by reference numeral a in FIG. In this embodiment, the
[0022]
In the rotary damper of this embodiment, when the
[0023]
In this embodiment, only one end of the
[0024]
FIGS. 6 and 7 are views showing other examples of the connection structure between the
[0025]
The connection structure shown in FIGS. 6 and 7 can also be used for the connection between the bottom 21 a of the
[0026]
8 and 9 show still another embodiment of the present invention. In the
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to simplify the structure by reducing the number of components of the rotary damper, and it is possible to reduce the manufacturing cost.
If one end of the coil body is connected to one of the casing and the rotating shaft, and the coil body is brought into contact with the other directly or via a viscous fluid, the rotating shaft is rotated when it rotates in one direction. It is possible to obtain an effect that the rotation speed can be suppressed to a low speed and the rotation can be performed relatively freely when rotating in the other direction.
Furthermore, when a viscous fluid is interposed between the coil body and the casing or the rotating shaft, the effect of greatly changing the force for suppressing the rotation of the rotating shaft can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG. 1. FIG.
4 is an exploded view of the embodiment shown in FIG. 1. FIG.
5 is a view showing another embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a portion corresponding to the circled portion of FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing another example of a connection structure between a rotating shaft and a coil body according to the present invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing still another example of a connection structure between a rotating shaft and a coil body according to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view similar to FIG. 1, showing still another embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a rotating shaft used in the embodiment shown in FIG. 8 and a coil body formed integrally therewith. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
33
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