JP5736904B2 - ロータリダンパ - Google Patents

Description

本発明は、粘性流体を収容する収容体の内部にベーンを有した回転体を回転自在に収容して、粘性流体により回転体の回転に対して制動を与えるロータリダンパに関する。

特開２０１０−１２１７４３号公報 特開平９−４２３５０号公報 特開平９−３２９１７３号公報 特開平８−１０９９４０号公報 特開平８−２９６６８７号公報

隙間を通過する粘性流体により、回転体の一方の回転に対しては大きな制動を与える一方、回転体の他方の回転に対しては小さな制動を与えるようにしたこの種のロータリダンパは、特許文献１等によって知られている。

ところで、粘性流体を内部に収容する収容体と、この収容体の内部に回転自在に配されている回転体とを具備し、回転体に設けられた弾性ベーンにより収容体の内部を二つの室に区画し、回転体の一方の回転で弾性ベーンを収容体に接触させて二つの室の連通を禁止し、回転体の他方の回転で弾性ベーンを撓ませて弾性ベーンの収容体への接触を解除して二つの室を連通し、而して、回転体の一方の回転に対しては大きな制動を発生し、回転体の他方の回転に対しては小さな制動を発生する斯かるロータリダンパでは、弾性ベーンは、収容体の内部に収容された粘性流体から繰り返し流体圧を受けて撓み弾性変形を繰り返す結果、弾性ベーンに早期に機械的疲労が生じて、長期の使用で場合によりその機能を達成できなくなり、最悪の場合には、弾性ベーンが損壊してしまう虞がある。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、回転体の一方の回転に対しては大きな制動を発生する一方、回転体の他方の回転に対しては小さな制動を発生する弾性ベーンによる一方向性の制動特性を長期に渡って維持できる耐久性に優れた弾性ベーンを有したロータリダンパを提供することにある。

本発明によるロータリダンパは、粘性流体を内部に収容する収容体と、この収容体の内部に回転自在に配されていると共に収容体の内面と協働して収容体の内部を少なくとも二室に区画する回転体とを具備しており、収容体は、円筒状の内周面を有する筒部と、この筒部の内周面に設けられていると共に湾曲状の内径側凹面を有した区画手段とを具備しており、回転体は、収容体に回転自在に支持されていると共に区画手段の湾曲状の内径側凹面が対面する円筒状の外周面を有した回転体本体と、この回転体本体の外周面に設けられている弾性ベーンとを具備しており、弾性ベーンは、一端部では回転体本体の外周面に連接する一方、他端部では収容体の筒部の内周面に対面すると共に回転体の回転方向に関して区画手段の一方の側面と協働して二室のうちの一方の室を形成した湾曲状の凸面と、この凸面に対応して一端部では回転体本体の外周面に連接する一方、湾曲状の凸面に沿って延びると共に回転体の回転方向に関して区画手段の他方の側面と協働して二室のうちの他方の室を形成した湾曲状の凹面と、湾曲状の凸面に収容体の筒部の内周面に向かって突出して一体的に設けられた少なくとも一つの弾性補強突起とを具備しており、一方の室は、収容体と回転体との間に形成されると共に流動する粘性流体に流動抵抗を与える通路を介して他方の室に連通されている。

本発明によるロータリダンパによれば、一方の室を縮小する一方、他方の室を拡大するように収容体に対して回転体が回転される際には、弾性ベーンの湾曲状の凸面に粘性流体の圧力が付与されるために、弾性ベーンの他端部が収容体の内周面から離れるように当該弾性ベーンが弾性変形される結果、粘性流体は、粘性流体に流動抵抗を与える通路に加えて、弾性ベーンの他端部と収容体の内周面との間の空間（隙間）を通って一方の室から他方の室に流れて、この空間と通路とを通過する粘性流体による小さな制動が回転体の回転に与えられる一方、一方の室を拡大すると共に他方の室を縮小するように収容体に対して回転体が回転される際には、弾性ベーンの凹面に粘性流体の圧力が付与されるために、弾性ベーンの他端側が収容体の内周面に接触して弾性ベーンの他端部と収容体の内周面との間の空間を閉じるように弾性ベーンが弾性変形される結果、粘性流体は当該粘性流体に流動抵抗を与える通路を通って他方の室から一方の室に流れて、この通路を通過する粘性流体による大きな制動が回転体の回転に与えられて、一方向ダンパとして動作するようになっている。

そして、本発明によるロータリダンパによれば、弾性ベーンが湾曲状の凸面に収容体の筒部の内周面に向かって突出して一体的に設けられた少なくとも一つの弾性補強突起を具備しているために、弾性ベーンの繰り返し撓み弾性変形において弾性ベーンの機械的疲労の進行を弾性補強突起でもって遅らせることができる結果、弾性ベーンの耐久性を向上できて、回転体の一方の回転に対しては大きな制動を発生する一方、回転体の他方の回転に対しては小さな制動を発生する弾性ベーンによる一方向性の制動特性を長期に亘って維持でき、耐久性に優れた弾性ベーンとなる。

弾性補強突起は、好ましくは、少なくとも湾曲状の凹面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、その先端部で収容体の筒部の内周面に接触するようになっており、斯かる弾性補強突起によれば、湾曲状の凹面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、弾性ベーンが収容体の筒部の内周面によって支持されるために、弾性ベーンの過度の撓み弾性変形を防止でき、これによっても、弾性ベーンの機械的疲労の進行を大幅に遅らせることができ、益々効果的に弾性ベーンの耐久性を向上させることができる。

本発明の一つの例では、弾性補強突起は、湾曲状の凸面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、その先端部で収容体の内周面から浮き上がるようになっており、斯かる弾性補強突起であると、弾性ベーンの他端部と収容体の内周面との間の空間の粘性流体の通過が弾性補強突起により邪魔されないで行われ、而して、明確な一方向性の制動特性をもったロータリダンパを提供することができる。

弾性補強突起は、回転体の軸心方向の一方の端面及び他方の端面の間の中間部に回転体の軸心方向に沿って連続的に延びていてもよいが、本発明は、これに限定されず、回転体の軸心方向の一方の端面から他方の端面までの全体に回転体の軸心方向に沿って連続的に延びていても、また、いずれにおいても、連続的に延びる代わりに、断続的に延びていてもよく、このように中間部において連続的に延びている場合又は弾性補強突起が断続的に延びている場合には、弾性補強突起は、湾曲状の凸面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、その先端部が収容体の内周面から浮き上がる必要はなく、断続的な弾性補強突起間において形成される隙間、即ち、隙間通路を介して粘性流体の流通を確保してもよい。

湾曲状の凸面は、好ましい例では、少なくとも当該凸面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、その他端部で筒部の内周面から浮き上がるようになっており、他の好ましい例では、少なくとも湾曲状の凹面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、その他端部で筒部の内周面に接触するようになっているが、本発明は、これに限定されず、回転体が収容体に対してＲ方向に回転しない際には、即ち、弾性ベーンが湾曲状の凸面及び湾曲状の凹面のいずれにおいても粘性流体からの流体圧を受容しない際には、湾曲状の凸面は、その他端部で筒部の内周面から浮き上がっており、当該凸面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、その他端部での浮き上がりをより大きくし、湾曲状の凹面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、その他端部でのその浮き上がりをより小さくするようになっていてもよい。

好ましい例では、湾曲状の凸面は、回転体の回転軸心に対して偏心した中心を有する円弧凸面を有しており、弾性補強突起は、円弧凸面において当該円弧凸面の一端部と他端部との間の中間部に一体的に設けられており、この場合、湾曲状の凹面は、円弧凸面と同心であって当該円弧凸面の曲率半径よりも小さい曲率半径をもった円弧凹面を有していてもよい。

区画手段の湾曲状の内径側凹面は、回転体本体の外周面との間で前記通路としての隙間を形成するべく当該外周面の径よりも大きな径を有した円筒状の内面を有していてもよいが、本発明は、これに限定されず、区画手段の湾曲状の内径側凹面は、回転体本体の外周面と同径の径を有した円筒状の内面を有していてもよく、この場合には、通路は、回転体本体及び弾性ベーンのうちの少なくとも一方に貫通孔として形成されてもよく、更には、弾性ベーンと収容体との間の軸方向の隙間でもって形成されていてもよい。

本発明において、粘性流体としては、シリコーンオイルを好ましい例として挙げることができるが、その他の粘性流体であってもよく、また、収容体は、金属製であってもよいが、軽量化、費用の削減等の理由により硬質の合成樹脂製であってもよく、回転体もまた、金属製であってもよいが、軽量化、費用の削減等の理由により硬質の合成樹脂製であってもよく、弾性ベーンは、回転体本体とは別体にして回転体本体に溶接、嵌着、接着等により固着してもよいが、好ましくは回転体本体と一体形成されており、回転体本体と弾性ベーンとが一体形成される場合には、回転体は、弾性ベーンに適度な弾性が付与される合成樹脂素材が用いられるのが好ましい。

本発明によれば、回転体の一方の回転に対しては大きな制動を発生する一方、回転体の他方の回転に対しては小さな制動を発生する弾性ベーンによる一方向性の制動特性を長期に渡って維持できる耐久性に優れた弾性ベーンを有したロータリダンパを提供することができる。

図１は、本発明の好ましい例の図２に示すＩ−Ｉ線矢視断面説明図である。 図２は、図１に示す例のＩＩ−ＩＩ線矢視断面説明図である。 図３は、図１に示す例の回転体の正面説明図である。 図４は、図３に示す例の回転体の平面説明図である。 図５は、図１に示す例の容器の正面説明図である。 図６は、図５に示す容器本体のＶＩ−ＶＩ線矢視断面説明図である。 図７は、図１に示す容器蓋の正面説明図である。 図８は、図７に示す容器蓋のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面説明図である。 図９は、図１に示す例の動作説明図である。 図１０は、図１に示す例の動作説明図である。

次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。

図１から図８において、本例のロータリダンパ１は、内部２にシリコーンオイル等からなる粘性流体３を収容する合成樹脂製の収容体４と、収容体４の内部２に回転自在に、即ち、軸心Ｏを中心としてＲ方向に回転自在に配されていると共に収容体４の内面５と協働して収容体４の内部２を少なくとも二室、本例では、室６及び７からなる二室と室８及び９からなる二室とに区画する合成樹脂製の回転体１０とを具備している。

収容体４は、円筒状の内周面１５及び外周面１６を有する筒部１７と、筒部１７の軸心方向Ａの一方の環状の端部において内周面１５に一体的に設けられた蓋部１８と、筒部１７の軸心方向Ａの他方の環状の端部において外周面１６に一体的に設けられた円環状の鍔部１９と、鍔部１９に複数のねじ２０により固着された蓋２１と、筒部１７の内周面１５及び蓋部１８の円環状の内側面２８に一体的に設けられていると共に夫々湾曲状の内径側凹面２２を有した区画部２３及び２４からなる区画手段とを具備している。

筒部１７は、軸心方向Ａの他方の環状の端部における円環状端面２５に、シールリング２６が装着される円環状の溝２７を有しており、蓋部１８は、その円環状の内側面２８及び内周面２９の連接部にシールリング３０が装着される切欠き溝３１と、内周面２９で規定されていると共に減衰対象物に連結される図示しない回転軸が挿通される貫通孔３２とを有している。

円環状の蓋２１は、その円環状の内側面３４及び内周面３５の連接部にシールリング３６が装着される切欠き溝３７と、内周面３５で規定されていると共に減衰対象物に連結される図示しない回転軸が挿通される貫通孔３８とを有している。

区画手段において、軸心Ｏに関して互いに対称に形成された区画部２３及び２４の夫々は、湾曲状の内径側凹面２２に加えて、一方では内周面１５に連接すると共に他方では内径側凹面２２に連接した回転方向Ｒに関する一方の側面４１と、同じく、一方では内周面１５に連接すると共に他方では内径側凹面２２に連接した回転方向Ｒに関する他方の側面４２とを有している。

回転体１０は、蓋部１８の内周面２９及び蓋２１の内周面３５において収容体４にＲ方向に回転自在に支持されていると共に区画部２３及び２４の湾曲状の内径側凹面２２の夫々が対面する円筒状の外周面５１を有した中空の回転体本体５２と、回転体本体５２の外周面５１に軸心Ｏに関して対称に設けられている一対の弾性ベーン５３及び５４とを具備している。

回転体本体５２は、円筒部５５と、円筒部５５の円筒状の外周面５６に一体的に形成されていると共に外周面５１を有した円環状のベーン基部５７とを具備しており、円筒部５５は、減衰対象物に連結される図示しない回転軸が挿通されて嵌装される貫通孔６１を規定する円筒状の内周面６２と、内周面６２に軸心Ｏに関して対称に一体的に形成された一対のキー突起６３とを具備しており、回転体１０は、円筒部５５の軸心方向Ａの両端部で蓋部１８の内周面２９及び蓋２１の内周面３５において収容体４にＲ方向に回転自在に支持されている。

軸心方向Ａにおいてベーン基部５７と同幅の弾性ベーン５３及び５４は、互いに同一に形成されているので、弾性ベーン５３について説明すると、弾性ベーン５３は、一端部では外周面５１に連接する一方、他端部では筒部１７の内周面１５に対面すると共に回転体１０の回転方向Ｒに関して区画部２３の一方の側面４１と協働して二室６及び７のうちの一方の室６を形成した湾曲状の凸面７１と、凸面７１に対応して一端部では外周面５１に連接する一方、湾曲状の凸面７１に沿って延びると共に回転体１０の回転方向Ｒに関して区画部２４の他方の側面４２と協働して二室６及び７のうちの他方の室７を形成した湾曲状の凹面７２と、湾曲状の凸面７１に収容体４の筒部１７の内周面１５に向かって突出して一体的に設けられた弾性補強突起７３とを具備している。

湾曲状の凸面７１は、回転体１０の軸心Ｏに対して偏心すると共に軸心Ｏと弾性ベーン５３の先端７４とを結ぶ線上に位置した中心Ｏ１を有する円弧凸面７５を有しており、弾性補強突起７３は、円弧凸面７５において当該円弧凸面７５のＲ方向の一端部７６と他端部７７との間の中間部に一体的に設けられている。

湾曲状の凹面７２は、円弧凸面７５と同心であって当該円弧凸面７５の曲率半径よりも小さい曲率半径をもった円弧凹面７８を有している。

弾性補強突起７３は、本例では、弾性ベーン５３の軸心方向Ａの一方の端面８１及び他方の端面８２の間の中間部に回転体１０の軸心方向Ａに沿って連続的に延びている。

区画手段の一方の側面となる区画部２３の側面４１は、弾性ベーン５３の湾曲状の凸面７１と相補的な形状を有する凹面８５と、一方では凹面８５に連接されている一方、他方では筒部１７の円筒状の内周面１５に連接されていると共に回転体１０の回転方向Ｒに関して弾性補強突起７３の一方の側面８６の形状と相補的な形状の面８７とを有しており、区画手段の他方の側面となる区画部２４の他方の側面４２は、弾性ベーン５３の湾曲状の凹面７２の形状と相補的な形状の湾曲状の凸面８８を有しており、区画部２３及び２４の湾曲状の内径側凹面２２の夫々は、外周面５１との間で、本例では室６と室７に対応する室９とを、そして、室７と室６に対応する室８とを夫々連通する通路９１としての隙間９２を形成するべく当該外周面５１の径（２×ｒ１）よりも大きな径（２×ｒ２）を有した円筒状の内面９３を有しており、而して、一方の室６は、収容体４の区画部２３の内径側凹面２２と回転体１０の外周面５１との間に形成されると共に流動する粘性流体３に流動抵抗を与える通路９１を介して他方の室７に対応する室９に、他方の室７は、収容体４の区画部２４の内径側凹面２２と回転体１０の外周面５１との間に形成されると共に流動する粘性流体３に流動抵抗を与える通路９１を介して一方の室６に対応する室８に連通されている。

蓋２１は、その円環状の内側面３４でベーン基部５７並びに弾性ベーン５３及び５４の軸心方向Ａの端面に密に摺動自在に接触しており、シールリング２６、３０及び３６は、室６及び７並びに室８及び９から外部への粘性流体３の漏出を防止している。

以上のロータリダンパ１では、図１又は図９に示す回転体１０の回転位置で、一方の室６を縮小する一方、他方の室７を拡大するように、収容体４に対して回転体１０がＲ１方向に回転される際には、弾性ベーン５３の湾曲状の凸面７１に粘性流体３の圧力が付与されるために、図１０に示すように、弾性ベーン５３の他端部９５の円弧凸面７５及び弾性補強突起７３の先端面が収容体４の内周面１５から離れように浮き上がって他端部９５側での円弧凸面７５と内周面１５との間及び弾性補強突起７３の先端面と内周面１５との間に夫々空間（隙間）９６及び９７を生じるように弾性ベーン５３が弾性変形される結果、粘性流体３は、当該粘性流体３に流動抵抗を与える通路９１に加えて、これらの空間９６及び９７を通って一方の室６及び８から他方の室７及び９に流れて、通路９１並びに空間９６及び９７を通過する粘性流体３の流動抵抗による小さな制動を回転体１０のＲ１方向の回転に与える一方、図１又は図１０に示す回転体１０の回転位置で、一方の室６を拡大する一方、他方の室７を縮小するように、収容体４に対して回転体１０がＲ２方向に回転される際には、弾性ベーン５３の凹面７２に粘性流体３の圧力が付与されるために、図１及び図９に示すように、弾性ベーン５３の他端部９５側の円弧凸面７５及び弾性補強突起７３の先端面が収容体４の内周面１５に接触して空間９６及び９７を閉じるように弾性ベーン５３が弾性変形される結果、粘性流体３は、空間９６及び９７を介することなしに通路９１を通って他方の室７及び９から一方の室８及び６に流れて、通路９１のみを通過する粘性流体３の流動抵抗による大きな制動を回転体１０のＲ２方向の回転に与えて、一方向ダンパとして機能する。

ところで、ロータリダンパ１によれば、弾性ベーン５３が湾曲状の凸面７１に収容体４の筒部１７の内周面１５に向かって突出して一体的に設けられた弾性補強突起７３を具備しているために、弾性ベーン５３の繰り返し撓み弾性変形において弾性ベーン５３の機械的疲労の進行を弾性補強突起７３でもって遅らせることができる結果、弾性ベーン５３の耐久性を向上できて、回転体１０のＲ２方向の回転に対しては大きな制動を発生する一方、回転体１０のＲ１方向の回転に対しては小さな制動を発生する弾性ベーン５３による一方向性の制動特性を長期に亘って維持できる。

また、ロータリダンパ１においては、湾曲状の凹面７２で粘性流体３からの流体圧を受容する際に、弾性補強突起７３が先端部で収容体４の筒部１７の内周面１５に接触するようになっており、斯かる弾性補強突起７３によれば、湾曲状の凹面７２で粘性流体３からの流体圧を受容する際に、弾性ベーン５３が弾性補強突起７３を介して収容体４の筒部１７の内周面１５によって支持されるために、弾性ベーン５３の過度の撓み弾性変形を防止でき、これによっても、弾性ベーン５３の機械的疲労の進行を大幅に遅らせることができ、益々効果的に弾性ベーン５３の耐久性を向上させることができる。

加えて、ロータリダンパ１においては、湾曲状の凸面７１で粘性流体３からの流体圧を受容する際に、弾性補強突起７３がその先端部で収容体４の筒部１７の内周面１５から浮き上がるようになっており、斯かる弾性補強突起７３であると、弾性ベーン５３の他端部９５と収容体４の内周面１５との間の空間９６の粘性流体３の通過が弾性補強突起７３により邪魔されないで行われ、而して、明確な一方向性の制動特性をもったロータリダンパ１を提供することができる。

以上の動作は弾性ベーン５４側でも同様に行われる。

以上のロータリダンパ１は、一対の弾性ベーン５３及び５４を有しているが、本発明のロータリダンパは、斯かる一対の弾性ベーンに代えて、一個又は三個以上の弾性ベーンを有していてもよい。

１ ロータリダンパ
２ 内部
３ 粘性流体
４ 収容体
５ 内面
６、７、８、９ 室
１０ 回転体

Claims (9)

1. 粘性流体を内部に収容する収容体と、この収容体の内部に回転自在に配されていると共に収容体の内面と協働して収容体の内部を少なくとも二室に区画する回転体とを具備しており、収容体は、円筒状の内周面を有する筒部と、この筒部の内周面に設けられていると共に湾曲状の内径側凹面を有した区画手段とを具備しており、回転体は、収容体に回転自在に支持されていると共に区画手段の湾曲状の内径側凹面が対面する円筒状の外周面を有した回転体本体と、この回転体本体の外周面に設けられている弾性ベーンとを具備しており、弾性ベーンは、一端部では回転体本体の外周面に連接する一方、他端部では収容体の筒部の内周面に対面すると共に回転体の回転方向に関して区画手段の一方の側面と協働して二室のうちの一方の室を形成した湾曲状の凸面と、この凸面に対応して一端部では回転体本体の外周面に連接する一方、湾曲状の凸面に沿って延びると共に回転体の回転方向に関して区画手段の他方の側面と協働して二室のうちの他方の室を形成した湾曲状の凹面と、湾曲状の凸面に収容体の筒部の内周面に向かって突出して一体的に設けられた少なくとも一つの弾性補強突起とを具備しており、一方の室は、収容体と回転体との間に形成されると共に流動する粘性流体に流動抵抗を与える通路を介して他方の室に連通されており、湾曲状の凸面は、回転体の回転軸心に対して偏心した中心を有する円弧凸面を有しており、弾性補強突起は、円弧凸面に当該円弧凸面の一端部と他端部との間の中間部に一体的に設けられており、湾曲状の凹面は、円弧凸面と同心であって当該円弧凸面の曲率半径よりも小さい曲率半径をもった円弧凹面を有しているロータリダンパ。
2. 弾性補強突起は、少なくとも湾曲状の凹面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、その先端部で収容体の筒部の内周面に接触するようになっている請求項１に記載のロータリダンパ。
3. 弾性補強突起は、少なくとも湾曲状の凸面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、その先端部で収容体の筒部の内周面から浮き上がるようになっている請求項１又は２に記載のロータリダンパ。
4. 弾性補強突起は、回転体の軸心方向の一方の端面及び他方の端面の間の中間部に回転体の軸心方向に沿って連続的に延びている請求項１から３のいずれか一項に記載のロータリダンパ。
5. 湾曲状の凸面は、少なくとも湾曲状の凹面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、その他端部で筒部の内周面に接触するようになっている請求項１から４のいずれか一項に記載のロータリダンパ。
6. 湾曲状の凸面は、少なくとも当該湾曲状の凸面で粘性流体からの流体圧を受容する際に、その他端部で筒部の内周面から浮き上がるようになっている請求項１から５のいずれか一項に記載のロータリダンパ。
7. 区画手段の湾曲状の内径側凹面は、回転体本体の外周面との間で前記通路としての隙間を形成するべく当該外周面の径よりも大きな径を有した円筒状の内面を有している請求項１から６のいずれか一項に記載のロータリダンパ。
8. 区画手段の一方の側面は、弾性ベーンの湾曲状の凸面と相補的な形状を有する凹面と、一方ではこの凹面に連接されている一方、他方では収容体の筒部の円筒状の内周面に連接されていると共に回転体の回転方向に関して弾性補強突起の一方の側面の形状と相補的な形状の面を有している請求項１から７のいずれか一項に記載のロータリダンパ。
9. 区画手段の他方の側面は、弾性ベーンの湾曲状の凹面の形状と相補的な形状の湾曲状の凸面を有している請求項１から８のいずれか一項に記載のロータリダンパ。

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