JP5864548B2 - ロータリーダンパ - Google Patents

Description

本発明は、ロータリーダンパに関する。

従来、一端側が開口し、他端側が端壁によって完全に閉塞された中空のハウジングと、前記軸受け部に嵌合するシャフトと、前記シャフトを支持する孔部を有し、前記ハウジングの開口部を閉塞するプラグと、前記ハウジングの回転に伴って回転し得るように前記ハウジングの内部に設けられる隔壁と、前記隔壁によって仕切られた室内に充填される粘性液体と、前記シャフトの回転に伴って回転し得るように前記室内に設けられるベーンとを具備するロータリーダンパが知られている（例えば、特開２００８−０８２４６２号公報参照）。

この種のロータリーダンパでは、ハウジングの他端側が端壁によって完全に閉塞されているため、ハウジング又はシャフトの回転時において、端壁に形成された軸受け部とシャフトとの間に粘性液体が流入し、それによって、シャフトが浮き上がる。その結果、ベーンがプラグに押し当てられた状態で摺動することになる。そして、プラグ及びベーンがいずれも金属製である場合には、プラグ及びベーンにそれぞれ摩耗が生じて、特性の低下を招くという問題があった。

特開２００８−０８２４６２号公報

本発明が解決しようとする課題は、プラグ及びベーンの摩耗を防止して、耐久性を向上させることである。

上記課題を解決するため、本発明は以下のロータリーダンパを提供する。
１．一端側が開口し、他端側が端壁によって完全に閉塞された中空のハウジングと、
前記端壁に形成される軸受け部と、
前記軸受け部に嵌合するシャフトと、
前記シャフトを支持する孔部を有し、前記ハウジングの開口部を閉塞する金属製のプラグと、
前記ハウジングの回転に伴って回転し得るように前記ハウジングの内部に設けられる隔壁と、
前記隔壁によって仕切られた室内に充填される粘性液体と、
前記シャフトの回転に伴って回転し得るように前記室内に設けられる金属製のベーンと、
前記軸受け部と前記シャフトとの嵌合部に前記粘性液体が流入することを防止するためのシール部材とを備えるロータリーダンパ。
２．前記ベーンが逆止弁を備え、
前記逆止弁が弁体を備え、
前記弁体が前記プラグと前記ベーンとの間に配置される樹脂製のストッパーを備える前記１に記載のロータリーダンパ。
３．前記弁体が前記端壁と前記ベーンとの間に配置される樹脂製のストッパーをさらに備える前記２に記載のロータリーダンパ。

本発明のロータリーダンパは、プラグ及びベーンがいずれも金属製であるが、シール部材によって、軸受け部とシャフトとの嵌合部に粘性液体が流入することを防止し得るため、シャフトの浮き上がりを抑制できる。よって、本発明のロータリーダンパによれば、ベーンがプラグに摺接することによって生じるプラグ及びベーンの摩耗を減少させ、耐久性を向上させることが可能になる。

図１は、本発明の実施例１に係るロータリーダンパの平面図である。 図２は、本発明の実施例１に係るロータリーダンパの正面図である。 図３は、図１におけるＡ−Ａ部断面図である。 図４は、図３におけるＢ−Ｂ部断面図である。 図５は、本発明の実施例１で採用した逆止弁の構造及び作用を説明するための図である。 図６は、本発明の実施例１で採用した逆止弁の構造及び作用を説明するための図である。 図７は、本発明の実施例１で採用した弁体の斜視図である。 図８は、本発明の実施例２に係るロータリーダンパの断面図である。 図９は、本発明の実施例３に係るロータリーダンパの断面図である。 図１０は、本発明の実施例３で採用した弁体の斜視図である。 図１１は、本発明の実施例４に係るロータリーダンパの断面図である。 図１２は、図１１におけるＣ−Ｃ部断面図である。 図１３は、本発明の実施例４で採用した逆止弁の構造及び作用を説明するための図である。 図１４は、本発明の実施例４で採用した逆止弁の構造及び作用を説明するための図である。 図１５は、本発明の実施例４で採用した弁体の斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明するが、本発明は以下に述べる実施例に限定されるものではない。

図１〜図４は、本発明の実施例１に係るロータリーダンパを示す図である。これらの図に示したように、本実施例に係るロータリーダンパは、ハウジング１０、シャフト２０、プラグ３０、隔壁４０、粘性液体、ベーン及びシール部材６０を有して構成される。

ハウジング１０は、一端側が開口し、他端側が端壁１１によって完全に閉塞されている（図３参照）。ハウジング１０は、端壁１１と一体に成形される筒状の周壁１２を備えており、ハウジング１０の内部は、中空である（図３及び図４参照）。端壁１１は、凸状の軸受け部１３を有する（図３参照）。なお、端壁１１は、ハウジング１０の他端側を完全に閉塞するものであり、従って、端壁１１に形成される軸受け部として、端壁１１を貫通する孔部は採用し得ない。

シャフト２０は、ハウジング１０の軸受け部１３に嵌合する凹部２１を有する（図３参照）。プラグ３０は、ハウジング１０の一端側の開口部を閉塞するものであり、ハウジング１０の周壁１２の端部をかしめることによって、ハウジング１０に取り付けられている（図３参照）。プラグ３０には、シャフト２０を支持する孔部３１が形成されている（図３参照）。シャフト２０は、一端が軸受け部１３に嵌合することで支持され、他端が孔部３１に挿通されることで支持されている。

ハウジング１０の内部には、ハウジング１０の回転に伴って回転し得るように隔壁４０が設けられている（図４参照）。隔壁４０によって仕切られた室７１，７２の内部には、粘性液体が充填される（図４参照）。ベーンは、隔壁４０によって仕切られた室７１，７２の内部においてシャフト２０の回転に伴って回転し得るように設けられる（図４参照）。本実施例で採用したベーンは、第１加圧部５１と第２加圧部５２とを備えている。ハウジング１０がシャフト２０を中心として回転するときには、隔壁４０が粘性液体を加圧する手段として機能し、シャフト２０がハウジング１０の内部で回転するときには、ベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）が粘性液体を加圧する手段として機能する。

本実施例で採用したベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）は、逆止弁を備えている。この逆止弁は、弁体８４を備えている。この逆止弁は、第１加圧部５１に形成される第１の溝８１と、第２加圧部５２に形成される第２の溝８２と、弁体８４に形成される第３の溝８３との組み合わせにより、粘性液体を一方向にだけ流す働きをするものである。

より詳細には、第１加圧部５１と第２加圧部５２は、一定間隔を置いて設けられており、第１の溝８１はシャフト２０から離れた位置に形成され、第２の溝８２はシャフト２０に近い位置に形成されている（図５及び図６参照）。弁体８４は、第１加圧部５１の先端面及び第２加圧部５２の先端面に常に接し得る幅を有し、第１及び第２加圧部５１，５２とハウジング１０の周壁１２との間に配置される本体部８４ａと、本体部８４ａから突出し、第１加圧部５１と第２加圧部５２との間に配置される突出部８４ｂとを備えて構成されており、突出部８４ｂには、突出部８４ｂが第２加圧部５２に当接したときに第２の溝８２と連通し得る第３の溝８３が形成されている（図６及び図７参照）。この第３の溝８３は、突出部８４ｂが第１加圧部５１に当接したときには、第１の溝８１と連通しない位置に形成されている（図５参照）。

上記のように構成される逆止弁は、シャフト２０が、図５において時計回り方向に回転したとき、すなわち、逆止弁の閉時には、第２加圧部５２が粘性液体を加圧し、これに伴い、弁体８４の本体部８４ａが粘性液体の抵抗を受けることによって弁体８４の突出部８４ｂが第１加圧部５１に当接する（図５参照）。このとき粘性液体は、第２の溝８２を経由して第３の溝８３まで流入するが、第１加圧部５１によってせき止められる（図５参照）。その結果、シャフト２０の回転速度を減速せしめる制動力が発生する。一方、シャフト２０が、図６において反時計回り方向に回転したとき、すなわち、逆止弁の開時には、第１加圧部５１が粘性液体を加圧し、これに伴い、弁体８４の本体部８４ａが粘性液体の抵抗を受けることによって弁体８４の突出部８４ｂが第２加圧部５２に当接する（図６参照）。このとき粘性液体は、第２加圧部５２によってせき止められることなく、第１の溝８１及び第３の溝８３を経由して第２の溝８２まで流入する（図６参照）。その結果、シャフト２０の回転速度を減速せしめる制動力が発生しない。

シール部材６０は、軸受け部１３とシャフト２０との嵌合部に粘性液体が流入することを防止し得る位置に設けられる。より詳細には、軸受け部１３の先端面１３ａと該先端面１３ａに対向するシャフト２０の一面２１ａとの間に粘性液体が流入することを防止し得る位置に設けられる。本実施例におけるシール部材６０は、軸受け部１３の外周面とシャフト２０の凹部２１の内周面との間隙をシールするように設けられている（図３参照）。シール部材６０としては、Ｏリングを用いることができる。

上記のように構成されるロータリーダンパによれば、プラグ３０及びベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）が金属製であっても、ハウジング１０又はシャフト２０の回転時において、軸受け部１３とシャフト２０との嵌合部に粘性液体が流入することを、シール部材６０によって阻止することができる（図３参照）。したがって、シャフト２０の浮き上がりが抑制され、ベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）がプラグ３０に摺接することによるプラグ３０及びベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）の摩耗を減少させることが可能になる。

本実施例に係るロータリーダンパと、比較例に係るロータリーダンパとを用いて実験を行った。比較例に係るロータリーダンパは、シール部材６０が設けられていない点で本実施例に係るロータリーダンパと構成が相違する。

この実験では、ハウジングを固定した状態で、シャフトを初期の位置から制動力発生方向に６０度回転させることを３万回繰り返した。シャフトに加えた負荷は、１４Ｎｍであり、プラグ及びベーンは、本実施例のものも比較例のものも金属製である。

実験後に、プラグの厚さを測定したところ、比較例では、０．０２６ｍｍの摩耗が確認されたのに対し、本実施例では、０．０１２ｍｍの摩耗しか確認されなかった。また、実験の前後において、シャフトが初期位置から制動力発生方向に６０度回転するまでの間の時間を計測したところ、比較例では、実験前が１．９秒で、実験後が０．８秒であり、制動特性の低下が著しいのに対し、本実施例では、実験前が１．９秒で、実験後が１．３秒であり、制動特性の低下が少ないことが確認された。よって、本実施例に係るロータリーダンパによれば、耐久性の向上を図ることが可能である。

図８は、本発明の実施例２に係るロータリーダンパの断面図である。この図に示したように、本実施例に係るロータリーダンパは、端壁１１に形成される軸受け部１３’が凹状である点で、実施例１に係るロータリーダンパと異なる。

本実施例におけるシール部材６０は、ハウジング１０の軸受け部１３’の内周面とシャフト２０の凸部２１’の外周面との間隙をシールするように設けられている（図８参照）。シール部材６０としては、Ｏリングを用いることができる。

上記のように構成されるロータリーダンパによれば、プラグ３０及びベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）が金属製であっても、ハウジング１０又はシャフト２０の回転時において、シャフト２０の凸部２１’の先端面２１ａ’と該先端面２１ａ’に対向する軸受け部１３’の一面１３ａ’との間に粘性液体が流入することを、シール部材６０によって阻止することができる（図８参照）。したがって、シャフト２０の浮き上がりが抑制され、ベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）がプラグ３０に摺接することによって生じるプラグ３０及びベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）の摩耗を減少させることが可能になる。したがって、本実施例に係るロータリーダンパも、実施例１に係るロータリーダンパと同等の効果を有する。

図９は、本発明の実施例３に係るロータリーダンパの断面図であり、図１０は、本実施例で採用した弁体８４の斜視図である。これらの図に示したように、本実施例に係るロータリーダンパは、弁体８４がプラグ３０とベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）との間に配置される樹脂製のストッパー８４ｃと、端壁１１とベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）との間に配置される樹脂製のストッパー８４ｄとを有する点で、実施例１に係るロータリーダンパと異なる。

上記のように構成されるロータリーダンパによれば、プラグ３０及びベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）が金属製であっても、樹脂製のストッパー８４ｃによって、プラグ３０とベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）とが直接接触することを防ぐことができるため、プラグ３０及びベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）の摩耗をさらに減少させることが可能になる。

本実施例に係るロータリーダンパと、比較例に係るロータリーダンパとを用いて実験を行った。比較例に係るロータリーダンパは、シール部材６０が設けられず、かつ弁体８４がストッパー８４ｃを有していない点で本実施例に係るロータリーダンパと構成が相違する。

この実験では、ハウジングを固定した状態で、シャフトを初期の位置から制動力発生方向に６０度回転させることを３万回繰り返した。シャフトに加えた負荷は、１４Ｎｍであり、プラグ及びベーンは、本実施例のものも比較例のものも金属製である。

実験後に、プラグの厚さを測定したところ、比較例では、０．０２６ｍｍの摩耗が確認されたのに対し、本実施例では、０．００１ｍｍの摩耗しか確認されなかった。また、実験の前後において、シャフトが初期の位置から制動力発生方向に６０度回転するまでの間の時間を計測したところ、比較例では、実験前が１．９秒で、実験後が０．８秒であり、制動特性の低下が著しいのに対し、本実施例では、実験前が１．９秒で、実験後が１．７秒であり、制動特性の低下が少ないことが確認された。よって、本実施例に係るロータリーダンパによれば、耐久性の更なる向上を図ることが可能である。

また、本実施例に係るロータリーダンパによれば、シャフト２０に偏荷重が加えられて、シャフト２０が偏芯しながら回転した場合でも、ストッパー８４ｃに加えて、端壁１１とベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）との間に樹脂製のストッパー８４ｄが介在しているため、端壁１１及びベーン（第１加圧部５１及び第２加圧部５２）の摩耗も少なくすることが可能であり、耐久性をより一層高めることができる。

図１１及び図１２は、本発明の実施例４に係るロータリーダンパの断面図である。これらの図に示したように、本実施例に係るロータリーダンパは、ベーン及び逆止弁の構造が実施例１に係るロータリーダンパと異なる。

本実施例において採用した逆止弁は、ベーン５０に形成される第１の溝８６と、弁体８５に形成される第２の溝８７及び第３の溝８８との組み合わせにより、粘性液体を一方向にだけ流す働きをするものである。

より詳細には、ベーン５０が、先端部に第１の溝８６を有している（図１３及び図１４参照）。弁体８５は、所定の幅を有し、ベーン５０とハウジング１０の周壁１２との間に配置される本体部８５ａと、第２の溝８７を有し、本体部８５ａから突出する第１突出壁８５ｂと、第３の溝８８を有し、第１突出壁８５ｂと一定間隔おいて本体部８５ａから突出する第２突出壁８５ｃと、プラグ３０とベーン５０との間に配置される樹脂製のストッパー８５ｄと、端壁１１とベーン５０との間に配置される樹脂製のストッパー８５ｅとを有して構成されている（図１３〜図１５参照）。ベーン５０は、第１突出壁８５ｂと第２突出壁８５ｃとの間に配置され、ベーン５０が第２突出壁８５ｃに当接したときには、第１の溝８６と第３の溝８８が連通せず、第１の溝８６が第２突出壁８５ｃによって塞がれるようになっている（図１３参照）。一方、ベーン５０が第１突出壁８５ｂに当接したときには、第１の溝８６と第２の溝８７が連通するようになっている。

上記のように構成される逆止弁は、シャフト２０が、図１３において時計回り方向に回転したとき、すなわち、逆止弁の閉時には、弁体８５の第２突出壁８５ｃがベーン５０に当接する（図１３参照）。このとき粘性液体は、第３の溝８８に流入するが、ベーン５０によってせき止められる（図１３参照）。その結果、シャフト２０の回転速度を減速せしめる制動力が発生する。一方、シャフト２０が、図１４において反時計回り方向に回転したとき、すなわち、逆止弁の開時には、弁体８５の第１突出壁８５ｂがベーン５０に当接する（図１４参照）。このとき粘性液体は、ベーン５０によってせき止められることなく、第２の溝８７及び第１の溝８６を経由して第３の溝８８まで流入する。その結果、シャフト２０の回転速度を減速せしめる制動力が発生しない。

上記のように構成されるロータリーダンパによれば、プラグ３０及びベーン５０が金属製であっても、樹脂製のストッパー８５ｄによって、プラグ３０とベーン５０とが直接接触することを防ぐことができるため、プラグ３０及びベーン５０の摩耗をさらに減少させることが可能になる。

また、シャフト２０に偏荷重が加えられて、シャフト２０が偏芯しながら回転した場合でも、ストッパー８５ｄに加えて、端壁１１とベーン５０との間に樹脂製のストッパー８５ｅが介在しているため、端壁１１及びベーン５０の摩耗も少なくすることが可能であり、耐久性をより一層高めることができる。

１０ ハウジング
１１ 端壁
１２ 周壁
１３，１３’ 軸受け部
２０ シャフト
２１，２１’ 凹部
３０ プラグ
３１ 孔部
４０ 隔壁
５０ ベーン
５１ ベーン（第１加圧部）
５２ ベーン（第２加圧部）
６０ シール部材
７１，７２ 室
８１，８６ 第１の溝
８２，８７ 第２の溝
８３，８８ 第３の溝
８４，８５ 弁体
８４ａ，８５ａ 本体部
８４ｂ 突出部
８４ｃ，８４ｄ，８５ｄ，８５ｅ ストッパー
８５ｂ 第１突出壁
８５ｃ 第２突出壁

Claims (3)

1. 一端側が開口し、他端側が端壁によって完全に閉塞された中空のハウジングと、
   前記端壁に形成される軸受け部と、
   前記軸受け部に嵌合するシャフトと、
   前記シャフトを支持する孔部を有し、前記ハウジングの開口部を閉塞する金属製のプラグと、
   前記ハウジングの回転に伴って回転し得るように前記ハウジングの内部に設けられる隔壁と、
   前記隔壁によって仕切られた室内に充填される粘性液体と、
   前記シャフトの回転に伴って回転し得るように前記室内に設けられる金属製のベーンと、
   前記軸受け部と前記シャフトとの嵌合部に前記粘性液体が流入することを防止するためのシール部材とを備えるロータリーダンパ。
2. 前記ベーンが逆止弁を備え、
   前記逆止弁が弁体を備え、
   前記弁体が前記プラグと前記ベーンとの間に配置される樹脂製のストッパーを備える請求項１に記載のロータリーダンパ。
3. 前記弁体が前記端壁と前記ベーンとの間に配置される樹脂製のストッパーをさらに備える請求項２に記載のロータリーダンパ。

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