JP4064510B2

JP4064510B2 - 緩衝装置

Info

Publication number: JP4064510B2
Application number: JP34085597A
Authority: JP
Inventors: 秀則菅野; 真一小宮; 光雄山本
Original assignee: Fuji Latex Co Ltd; Somic Ishikawa KK
Current assignee: Fuji Latex Co Ltd; Somic Ishikawa KK
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: JPH11159556A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は緩衝装置に関し、特に、ロータリーダンパとバネ部材を併用した緩衝装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロータリーダンパにバネ部材を併設することで、ロータリーダンパを単独で用いる場合よりも抵抗力（トルク）を大きくしたものが知られている。バネ部材としては渦巻きバネが用いられることが多く、その中心側端部はロータリーダンパの回転軸に形成した取付孔に、外周側端部はロータリーダンパの本体を構成するケースに突設したピン状の突起部に係合させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで上記した回転軸に形成される渦巻きバネの取付孔は、回転軸を軸心に沿って２分割する溝から構成されている。従って、この回転軸の強度は、２分割されることにより、そうでない場合と比較して低下することになる。閉成時に大きなトルクが加わる重量が重いもの、例えば、グランドピアノの大屋根等の閉成動作を遅動させるために用いる場合には、渦巻きバネにより発生する抵抗力を大きくするために、バネ定数のより高い渦巻きバネを使用するが、従来の２分割された回転軸を用いた場合には、この渦巻きバネの大きな抵抗力に耐えきれず、折損する可能性があった。
【０００４】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、渦巻きバネを用いているのも拘わらず、２分割されていない回転軸を使用することができ、もって回転軸の折損事故を防止できる緩衝装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の緩衝装置は、回転軸に連結される制御対象物の少なくとも一方向への回転動作を遅動させるロータリーダンパと、制御対象物を常態において他方向へ付勢するバネ部材とを有して構成される緩衝装置において、前記バネ部材が少なくとも一つの渦巻きバネからなり、前記回転軸には、該回転軸に対して回転不能に第１の係合部材が設けられ、かつ、該回転軸の各端部付近を支持するフレーム体には第２の係合部材が設けられ、前記渦巻きバネの中心側端部が第１の係合部材に、外周側端部が第２の係合部材に係合され、前記各フレーム体の内側に隣接して互いに対向するようにそれぞれロータリーダンパが配設され、該ロータリーダンパ間に複数の渦巻きバネを並列的に配設可能にするために前記第１の係合部材が複数配設されているとともに、前記第２の係合部材には、前記第１の係合部材の数量に対応する数の、前記渦巻きバネの外周側端部が係合する溝部が設けられていることを特徴とする。
請求項２記載の緩衝装置は、請求項１記載の緩衝装置であって、制御対象物に当接可能なローラを先端部付近に有すると共に、後端部付近が前記回転軸に連結されるアームを備えている。
請求項３記載の緩衝装置は、請求項２記載の緩衝装置であって、前記アームが、２つの板状体からなり、一方の板状体が一方のフレーム体側の回転軸の端部に連結され、他方の板状体が他方のフレーム体側の回転軸の端部に連結され、かつ２つの板状体の中途部が接合されている。
請求項４記載の緩衝装置は、請求項２又は３記載の緩衝装置であって、少なくとも一方の前記フレーム体に、前記アームが所定の回動角度に至ると当接して、回動範囲を規制するストッパ突起が設けられている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。図において、１は本実施の形態に係る緩衝装置を示し、フレーム体２ａ，２ｂ、回転軸４、ロータリーダンパ５，６、バネ部材である渦巻きバネ７、アーム１０等を備えて構成されている。
【０００７】
フレーム体２ａ，２ｂは、板状部材から構成され、所定の間隔をおいて対面配置される。また、このフレーム体２ａ，２ｂは、後述のように、回転軸４と共に、ロータリーダンパ５，６、渦巻きバネ７をフレーム体２ａ，２ｂ間で支持するものであり、このような位置関係をもって固定配設されていればよい。本実施の形態では、略コ字状に加工した金属板２の各側板部をフレーム体２ａ，２ｂとして利用している。なお、金属板２の底板部２ｃは、フレーム体２ａ，２ｂ間の間隔よりも長さの長い底板３ａと背板３ｂとを有する側面略Ｌ字状の取付板３における該底板３ａの中央付近に固着される。取付板３の底板３ａと背板３ｂには適宜数のねじ挿通孔３ｃが設けられており、制御対象物を回動可能に支持する本体側の適宜位置に固定可能となっている。また、フレーム体２ａ，２ｂには、その中央付近に孔部が形成されており、図５に示すように、この孔部に回転軸４を回転可能に軸支するベアリング２ｄ，２ｅが装填されている。
【０００８】
回転軸４は、図５に示すように、フレーム体２ａ，２ｂ間の間隔よりも僅かに長い長さを有し、ベアリング２ｄ，２ｅによって軸支されるよう配設した際には、各端部４ａ，４ｂがフレーム体２ａ，２ｂを突き抜け、突出する。この端部４ａ，４ｂは、後述のアーム１０を構成する板状体１１，１２の後端部が連結され、アーム１０を回転軸４の回転動作に伴って回動し得るよう、角形に加工されている。但し、ベアリング２ｄ，２ｅに当接する部分４ｃ，４ｄは、断面円形に形成されている。このベアリング２ｄ，２ｅに当接する部分４ｃ，４ｄよりも内方の部分（中間部）４ｅは、全て多角形に、例えば、断面６角形に形成されている。これは、後述の第１の係合部材８を回転軸４に対して回転不能とするためである。
【０００９】
また、この回転軸４の中間部４ｅは、ロータリーダンパ５，６の可動ロータ部５３，６３の中央付近に、該中間部４ｅの断面形状と同形状に形成された軸挿通孔５３ａ，６３ａに挿通される。この結果、回転軸４と可動ロータ部５３，６３とは一緒に回転する。
【００１０】
ロータリーダンパ５，６は、図５に示すように、平面視で環状に加工された本体ケース５１，６１と、本体ケース５１，６１内に固定配設され、かつ複数の突片を備えた環状の固定ロータ５２，６２と、環状に形成されていると共に、固定ロータ５２，６２の突片と噛み合う突片を備え、その中央部付近に形成されている軸挿通孔５３ａ，６３ａ内に上記のように回転軸４の中間部４ｅが挿入される可動ロータ５３，６３とを有して構成されている。また、一方のロータリーダンパ５の固定ロータ５２と可動ロータ５３との間、他方のロータリーダンパ６の固定ロータ６２と可動ロータ６３との間の僅かな隙間には、それぞれ粘性液体が充填されている。
【００１１】
図１及び図３〜図５に示したように、一方のロータリーダンパ５は一方のフレーム体２ａの内側に隣接して、他方のロータリーダンパ６は他方のフレーム体２ｂの内側に隣接して、いずれも可動ロータ５３，６３側が対面するように配設される。また、本体ケース５１，６１は、それぞれ、一方のフレーム体２ａ，他方のフレーム体２ｂに図示しないねじなどにより固定される。
【００１２】
ロータリーダンパ５，６は、本実施の形態では、上記のように２つ配設しているが、ロータリーダンパの備えている緩衝力が大きければ１つであってもよいし、小さければ支持用のフレーム体を増設するなどして３つ以上配設することもできる。また、本実施の形態では、ロータリーダンパ５，６として、回転軸４に連結される可動ロータ５３，６３が粘性液体を介して固定ロータ５２，６２と摺接する粘性抵抗を利用したタイプのロータリーダンパを使用しているが、これに限定されるものではなく、可動ロータにオリフィスを備えたベーン（図示せず）を有し、粘性液体がオリフィス通過時に発生する動圧抵抗を利用したロータリーダンパを用いることもできる。
いずれのタイプでも、本発明では適用可能であるが、動圧抵抗を利用するタイプであって制御対象物の閉成時にのみ大きな動圧抵抗を発揮できる、オリフィスのほかに弁機構を備えた一方向性のロータリーダンパの場合に、弁機構が閉弁動作するに当たっては所定以上の負荷が必要である。従って、制御対象物を僅かに開放しただけで閉じる場合には、弁機構を閉弁動作させるための負荷が足りず、動圧抵抗が働かない遊びが生じる。もちろん、本発明では、渦巻きバネ７を有しているため、このような場合でも渦巻きバネ７の抵抗力は作用する。しかしながら、グランドピアノの大屋根等のような重量物の場合には、ロータリーダンパ５，６の抵抗力も確実に働くよう、本実施の形態のように粘性抵抗を利用したタイプを用いることが好ましい。また、本実施の形態で用いたロータリーダンパ５，６は、固定ロータ５２，６２と可動ロータ５３，６３とに複数の突片が形成されており、摺接面積が大きいので、小型であっても大きな抵抗力を発揮できるというメリットもある。
【００１３】
ロータリーダンパ５，６間には、渦巻きバネ７が３つ互いに並列的に配設される。渦巻きバネ７は、鋼帯を渦状に巻いたバネであり、その中央空間部を上記した回転軸４が通過している。回転軸４の中間部４ｅには、側面コ字状の第１の係合部材８が回転軸４に沿って縦列に配置され、かつ回転軸４に対しては空転しないよう、すなわち回転軸４に対して回転不能に取り付けられる（図５，図６参照）。具体的には、図７に示すように、第１の係合部材８の各側面部８ａ，８ｂには、回転軸４の中間部４ｅに嵌合する多角形、本実施の形態では断面６角形の軸挿通孔８ｃ，８ｄが形成されており、３個配設される第１の係合部材８の各軸挿通孔８ｃ，８ｄの全てに回転軸４の中間部４ｅが挿通され、これにより、第１の係合部材８は、回転軸４に対して回転不能に取り付けられている。第１の係合部材８の底面部８ｅには、渦巻きバネ７の中心側端部７ａが係合される。従って、図６に示したように、軸挿通孔８ｃ，８ｄに回転軸４を挿通して渦巻きバネ７の中心側端部７ａを係合したときに、第１の係合部材８の底面部８ｅが渦巻きバネ７と接触しないよう、側面部８ａ，８ｂの長さを設定する必要がある。また、底面部８ｅの長さ（側面部８ａ，８ｂ間の距離）は、渦巻きバネ７の幅よりも僅かに大きい程度で設定される。
【００１４】
一方、フレーム体２ａ，２ｂ間であって、渦巻きバネ７よりも外方に、板体からなる第２の係合部材９が掛け渡し配設されている（図１，図４及び図６参照）。第２の係合部材９の一側縁には渦巻きバネ７の配設位置に対応するよう、間隔をおいて３つの溝部９ａ，９ｂ，９ｃが形成されている。そして、この溝部９ａ，９ｂ，９ｃには、渦巻きバネ７の外周側端部７ｂが係合される。
【００１５】
なお、渦巻きバネ７は、制御対象物の閉止位置か、開放位置のいずれか一方において、開放方向か又は閉止方向に弾発力が機能するように、制御対象物の閉止状態又は開放状態において中心側端部７ａを巻き込んだ状態で配設される。本実施の形態のように、回転軸４にアーム１０が連結される場合には、渦巻きバネ７の弾発力が全く働かないフリーの状態に対し、アーム１０を所定角度回動して制御対象物に当接させれば、アーム１０の回動に伴い回転軸４も回動するため、回転軸４に対して回転不能に連結される第１の係合部材８に係合している中心側端部７ａが巻き込まれることになる。
【００１６】
アーム１０は、図１及び図２に示すように、所定の長さを有する２つの板状体１１，１２から構成される。板状体１１，１２は、いずれも後端部１１ａ，１２ａに嵌合孔（図示せず）が形成されており、一方の板状体１１は、回転軸４の一方の端部４ａに該嵌合孔を嵌合させて連結固定され、他方の板状体１２は、回転軸４の他方の端部４ｂに該嵌合孔を嵌合させて連結固定される。後端部１１ａ，１２ａの外面には、抜け止め防止板１３，１４がそれぞれ配設される。
【００１７】
板状体１１，１２は、平板状のものとして、回転軸４の各端部４ａ，４ｂに連結した後、そのまま平行状態で延在させる構成でもよいが、制御対象物が重量物である場合には、板状体１１，１２にかかる負荷が大きくなるため、単に平行状態で配設しただけでは、板状体１１，１２が撓むなどの弊害が生じるおそれがある。従って、板状体１１，１２を平行状態で設けた場合には、両者間に補強板（図示せず）を掛け渡し配設することが好ましい。
【００１８】
但し、補強板を配設する場合には、部品点数が多くなるため、本実施の形態では、図１に示したように、板状体１１，１２を中途で内側に折り曲げた後、再び、略直角に外側へ折り曲げて中途部１１ｃ，１２ｃの内面同士を合わせ、中途部１１ｃ，１２ｃをリベット（図示せず）などで接合し、補強している。そして、先端部１１ｂ，１２ｂは、一端外側に折り曲げた後、内側へ略直角に折り曲げ、先端部１１ｂ，１２ｂ同士が間隔をおいてほぼ平行となるように形成している。先端部１１ｂ，１２ｂ間には、制御対象物に直接当接するローラ１５を回転自由に配設する。
【００１９】
なお、本実施の形態では、図２に示したように、アーム１０を側面からみた際に、略く字状に折れ曲がった形状をしているが、これに限定されるものではないことはもちろんである。
【００２０】
また、フレーム体２ａ，２ｂの上部には、図２、図３、図５及び図６に示すように、補助フレーム２１，２２が設けられており、この補助フレーム２１，２２を貫通し、端部１６ａ，１６ｂが補助フレーム２１，２２外方に突出しているピン部材１６が配設されている。これにより、図２に示したように、アーム１０が所定の角度回動すると、ピン部材１６の端部１６ａ，１６ｂに当接して回動範囲が規制される。すなわち、このピン部材１６の端部１６ａ，１６ｂは、本発明のストッパ突起として機能する。ストッパ突起としては、かかる機能を果たすものであればよく、本実施の形態のようにピン部材１６を使用したものに限られないことはもちろんである。但し、アーム１０を回動させて渦巻きバネ７の中心側端部７ａを巻き込んで取り付けるため、その際邪魔とならないよう、本実施の形態のように取り外し可能なストッパ突起とすることが好ましい。
【００２１】
本実施の形態にかかる緩衝装置１の作用について、図８に示したようにグランドピアノ１００に用いた場合を例にとり説明する。まず、グランドピアノ１００の所定位置に配設する前に、ストッパ突起として機能する端部１６ａ，１６ｂを取り外した状態で、アーム１０を図２の矢印Ｘ方向へ回動させる。これにより、回転軸４が回転して渦巻きバネ７の中心側端部７ａを巻き込む。かかる状態で、ピン部材１６を補助フレーム２１，２２の貫通孔に挿通する。かかる状態ではアーム１０に制御対象物である大屋根１０２の負荷が加わっていないため、支えていた手等を離すと、渦巻きバネ７の弾発力により、アーム１０は矢印Ｙ方向に回動するが、ストッパ突起であるピン部材１６の端部１６ａ，１６ｂに当接して止まる。
【００２２】
このような状態で、大屋根１０２を支えて開放しておき、図８に示したように、グランドピアノ１００の本体１０１内に、その上面開口部から緩衝装置１を挿入し、取付板３のねじ挿通孔３ｃにねじを挿通して固定する。この際、アーム１０のローラ１５が大屋根１０２の裏面に当接するよう配設する。
【００２３】
この状態で、大屋根１０２を閉じると、ローラ１５が該大屋根１０２の裏面に沿って転動しつつ、大屋根１０２の自重により渦巻きバネ７の弾発力に抗して、図２及び図８上、矢印Ｘ方向にアーム１０が回動する。このとき、大屋根１０２は、渦巻きバネ７の抵抗力と回転ダンパ５，６の粘性抵抗の両方の抵抗を受けるため、ゆっくりと閉成動作する。大屋根１０２はかなりの重量物であるため、バネ定数の高い渦巻きバネ７を使用し、しかも、本実施の形態では３個も配設しているが、渦巻きバネ７の中心側端部７ａは第１の係合部材８に係合され、回転軸４自体は２分割されてない棒状の部材であるため、大きな抵抗力が加わっても、回転軸４として２分割されたものを用いた場合と比較すれば、折損等の可能性が低い。
【００２４】
一方、大屋根１０２を開放する際は、手等で持ち上げるが、このとき、渦巻きバネ７が大屋根１０２を開放方向に付勢しているため、その弾発力により容易に開放することができる。
【００２５】
なお、バネ定数の異なる渦巻きバネに変更するのではなく、同じ渦巻きバネ７を用いながら、制御対象物である大屋根１０２の閉成時に開放方向に対する付勢力をより大きくし、持ち上げやすくするためには、本実施の形態では、第１の係合部材８が嵌合される回転軸４の中間部４ｅが断面角形であることから、第１の係合部材８の軸挿通孔８ｃ，８ｄの内面と、回転軸４の中間部４ｅの外面との接合面を渦巻きバネ７の中心側端部７ａを巻き込む方向にずらせば、容易に調整することができる。
【００２６】
また、上記実施の形態では、アーム１０を回転軸４に連結しているが、アーム１０を有していない構成として回転軸４を制御対象物の回転基部に設けられている軸や軸受けに直接連結することも可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る緩衝装置によれば、回転軸に対して回転不能に第１の係合部材が設けられ、渦巻きバネの中心側端部をこの第１の係合部材に係合させた構成であるため、従来のように２分割された回転軸を使用しなくても渦巻きバネを使用することができ、回転軸の強度も２分割された回転軸を用いた場合と比較して大きい。従って、回転軸の折損事故等が従来のものよりも少なくなる。
【００２８】
また、ロータリーダンパと渦巻きバネのうち、少なくともいずれか一方を複数備えた構成とすれば、より大きな抵抗力を発揮させることができ、重量物の制御に適している。
【００２９】
制御対象物に当接可能なローラを先端部付近に有すると共に、後端部付近が回転軸に連結されるアームを備えた構成とすれば、グランドピアノの大屋根の緩衝装置として好適である。この場合、アームを所定の回動角度に至ると当接して、回動範囲を規制するストッパ突起を設けておけば、取付時の作業性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の緩衝装置の一の実施の形態を示す平面図である。
【図２】上記実施の形態を示す側面図である。
【図３】上記実施の形態の背面図である。
【図４】上記実施の形態で用いたロータリーダンパ、渦巻きバネ、フレーム体の詳細を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図７】第１の係合部材の斜視図である。
【図８】上記実施の形態の緩衝装置をグランドピアノに適用した場合の主要部分の概略図である。
【符号の説明】
１緩衝装置
２ａフレーム体
２ｂフレーム体
３取付板
４回転軸
５ロータリーダンパ
６ロータリーダンパ
７渦巻きバネ
８第１の係合部材
９第２の係合部材
１０アーム
１１板状体
１２板状体
１５ローラ

Claims

回転軸に連結される制御対象物の少なくとも一方向への回転動作を遅動させるロータリーダンパと、制御対象物を常態において他方向へ付勢するバネ部材とを有して構成される緩衝装置において、前記バネ部材が少なくとも一つの渦巻きバネからなり、前記回転軸には、該回転軸に対して回転不能に第１の係合部材が設けられ、かつ、該回転軸の各端部付近を支持するフレーム体には第２の係合部材が設けられ、前記渦巻きバネの中心側端部が第１の係合部材に、外周側端部が第２の係合部材に係合され、前記各フレーム体の内側に隣接して互いに対向するようにそれぞれロータリーダンパが配設され、該ロータリーダンパ間に複数の渦巻きバネを並列的に配設可能にするために前記第１の係合部材が複数配設されているとともに、前記第２の係合部材には、前記第１の係合部材の数量に対応する数の、前記渦巻きバネの外周側端部が係合する溝部が設けられていることを特徴とする緩衝装置。
制御対象物に当接可能なローラを先端部付近に有すると共に、後端部付近が前記回転軸に連結されるアームを備えている請求項１記載の緩衝装置。
前記アームが、２つの板状体からなり、一方の板状体が一方のフレーム体側の回転軸の端部に連結され、他方の板状体が他方のフレーム体側の回転軸の端部に連結され、かつ２つの板状体の中途部が接合されている請求項２記載の緩衝装置。
少なくとも一方の前記フレーム体に、前記アームが所定の回動角度に至ると当接して、回動範囲を規制するストッパ突起が設けられている請求項２又は３記載の緩衝装置。