JP6647967B2 - 一方向性ロータリーダンパ - Google Patents

Description

本発明は、一方向性ロータリーダンパに関する。

一方向性ロータリーダンパは、ロータの回転方向によって制動力を変化させるために、バルブを有して構成される。バルブは、オイルが通過し得る流路と、前記流路を閉鎖し得る弁体を有して構成される。例えば、特開２００２−０８１４８２号公報は、そのようなバルブがベーンに設けられた一方向性ロータリーダンパ（以下、従来のダンパという。）を開示している。

オイルは、流路の断面積が大きいほど流動し易くなる。したがって、流路の断面積を大きくすれば、ロータが逆転している間に発生する制動力をより小さくすることができる。しかしながら、従来のダンパは、バルブがベーンに設けられているため、流路の断面積を大きくすることが容易でない。すなわち、ベーンの幅を拡大し、それによりベーンの断面積を大きくすれば、流路の断面積を拡大することができるが、ベーンの断面積を拡大することによってロータの回転角度が縮小するため、流路の断面積を拡大することが容易でなかった。

また、従来のダンパのように複数のベーンを有する場合には、各ベーンにバルブが必要とされるので、製造コストが増大するという欠点があった。

さらに、従来のダンパでは、弁体が球状であるため、流路の断面積を大きくする（すなわち、流路の内径を大きくする）ことによって弁体の直径が必然的に大きくなる。従来のダンパのように流路が軸方向に沿って形成されている場合には、流路の断面積を拡大することによって弁体の直径が拡大するため、バルブの全長が長くなる。したがって、ハウジングの高さを低くすることが容易でなかった。

特開２００２−０８１４８２号公報

本発明が解決しようとする課題は、ロータの逆転時に発生する制動力をより小さくすること、及びハウジングの高さをより低くすることが可能なロータリーダンパを提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、筒部、前記筒部の一端側に設けられる第１の壁部及び前記筒部の他端側に設けられる第２の壁部を有するハウジング、前記第１の壁部に接する第１の面及び前記第２の壁部に接する第２の面を有する軸部、前記軸部と前記筒部の間に形成される空間を仕切る隔壁部、前記隔壁部で仕切られた空間を第１の室と第２の室に区画するベーン、前記第１の面に形成され、前記第１の室に開口する第１の開口部を有する第１の溝、前記第２の面に形成され、前記第２の室に開口する第２の開口部を有する第２の溝、前記第１の室及び前記第２の室に充填されるオイル、前記第１の溝と前記第２の溝の間を貫通する流路、及び前記第１の溝又は前記第２の溝に設けられ、前記流路の断面積の拡大に伴って高さが変化しない弁体を備えるロータリーダンパを提供する。

本発明では、バルブ（すなわち、流路及び弁体）が軸部に設けられている。軸部の断面積の拡大は、ロータの回転角度に影響を及ぼさないため、軸部は、ベーンに比べて断面積を拡大することが容易である。したがって、流路の断面積を拡大することが容易である。また、本発明では、流路の断面積の拡大に伴って高さが変化しない弁体が採用されているので、流路の断面積を拡大することによってバルブの全長が長くなることがない。したがって、本発明によれば、ロータの逆転時に発生する制動力をより小さくすること、及びハウジングの高さをより低くすることが可能である。

実施例１に係るロータリーダンパの平面図である。 実施例１に係るロータリーダンパの正面図である。 図１のＡ−Ａ部断面図である。 図１のＢ−Ｂ部断面図である。 図４のＣ−Ｃ部断面図である。 図４のＤ−Ｄ部断面図である。 図３の一部分を拡大した断面図である。 実施例１で採用したロータの平面図である。 実施例１で採用したロータの底面図である。 図８のＥ−Ｅ部断面図である。 図８のＦ−Ｆ部断面図である。 実施例１で採用した弁体の平面図である。 実施例１で採用した弁体の正面図である。 図１３のＧ部断面図である。 実施例１に係るロータリーダンパの動作を説明するための断面図である。 実施例２で採用した弁体の平面図である。 実施例２で採用した弁体の正面図である。 図１７のＨ部断面図である。 実施例２で採用した弁体の動作を説明するための断面図である。 実施例２で採用した弁体の動作を説明するための断面図である。 実施例２で採用した弁体の動作を説明するための断面図である。 実施例３で採用した弁体の平面図である。 実施例３で採用した弁体の正面図である。 実施例４で採用したロータの平面図である。 実施例４で採用したロータの底面図である。 図２４のＩ−Ｉ部断面図である。 図２４のＪ−Ｊ部断面図である。 図２４のＫ−Ｋ部断面図である。 実施例４で採用した弁体の動作を説明するための断面図である。 実施例４で採用した弁体の動作を説明するための断面図である。

以下、本発明の実施例に基づいて本発明の実施形態をさらに詳しく説明するが、本発明の技術的範囲は以下の説明の内容に限定されるものではない。

実施例１は、本発明の一実施形態である。実施例１に係るロータリーダンパは、図１及び図２に示したように、ハウジング１０及びロータ２０を有して構成される。

ハウジング１０は、筒部１１、第１の壁部１２及び第２の壁部１３を有して構成される。

筒部１１は、図５及び図６に示したように、円形の中空部を有する。

第１の壁部１２は、図３及び図４に示したように、筒部１１の一端側に設けられている。本実施例では、第１の壁部１２が筒部１１の一端側を閉鎖する蓋として機能しているが、第１の壁部１２は蓋でなくてもよい。すなわち、筒部１１の一端側は、第１の壁部１２とは別の部材によって閉鎖されていてもよい。第１の壁部１２は、第１の溝２６の開口部（すなわち、第１の面２４に開口する開口部）を閉鎖する面を有するものであればよい。第１の壁部１２がそのような面を有することによって、オイルが流れる道筋が整えられると共に、弁体４１が第１の溝２６に設けられる場合には、弁体４１の脱落を防止することができる。

第２の壁部１３は、図３及び図４に示したように、筒部１１の他端側に設けられている。本実施例では、第２の壁部１３が筒部１１の他端側を閉鎖する底壁として機能しているが、第２の壁部１３は底壁でなくてもよい。すなわち、筒部１１の他端側は、第２の壁部１３とは別の部材によって閉鎖されていてもよい。第２の壁部１３は、第２の溝２７の開口部（すなわち、第２の面２５に開口する開口部）を閉鎖する面を有するものであればよい。第２の壁部１３がそのような面を有することによって、オイルが流れる道筋が整えられると共に、弁体４１が第２の溝２７に設けられる場合には、弁体４１の脱落を防止することができる。

本実施例では、ハウジング１０が隔壁部１４、軸受け部１５、突起１６及びフランジ１７をさらに有して構成される。

隔壁部１４は、図５及び図６に示したように、軸部２１と筒部１１の間に形成される空間を仕切る壁である。

軸受け部１５は、図３、図４及び図６に示したように、第２の壁部１３の中央に形成された穴の周りでロータ２０を支持する役割を果たしている。

突起１６は、図７及び図１５に示したように、第２の壁部１３と軸受け部１５が交わる部分に形成されているが、突起１６が形成される位置は限定されない。突起１６は、第２の壁部１３と弁体４１の間に隙間を形成する役割を果たしている。本実施例で採用した弁体４１は、この隙間にオイルが流入することによって正常に動作することができる。なお、本実施例で採用した弁体４１が第１の溝２６に設けられる場合には、突起１６は、第１の壁部１２と弁体４１との間に隙間を形成する役割を果たし得る位置に形成される。

フランジ１７は、図１、図２及び図４に示したように、筒部１１の外周面から突出するように形成され、ロータリーダンパの取り付けに用いられるボルト等が挿入される穴１８を有している。

ロータ２０は、ハウジング１０の内部で回転し得るように設けられる。通常は、ロータ２０がハウジング１０の内部で回転するが、ハウジング１０がロータ２０の周りで回転することもあり得る。

本実施例では、ロータ２０が軸部２１、ベーン２２及び穴２３を有して構成される。

軸部２１は、図３に示したように、第１の壁部１２と第２の壁部１３の間に設けられている。軸部２１は、図８及び図９に示したように、第１の面２４、第２の面２５、第１の溝２６及び第２の溝２７を有して構成される。

第１の面２４は、図３に示したように、第１の壁部１２に接している。

第２の面２５は、図３に示したように、第２の壁部１３に接している。

第１の溝２６は、図８及び図１０に示したように、第１の面２４に形成されている。第１の溝２６は、図５及び図８に示したように、第１の室３１に開口する第１の開口部２８を有して構成される。第１の溝２６は、図８に示したように、オイルを流れ易くするため、環状であることが好ましい。第１の溝２６が環状であることは、流路４０の形成場所の増加をもたらすため、流路４０の断面積を拡大させるのに役立つ。

第２の溝２７は、図９及び図１０に示したように、第２の面２５に形成されている。第２の溝２７は、図６及び図９に示したように、第２の室３２に開口する第２の開口部２９を有して構成される。第２の溝２７は、図９に示したように、オイルを流れ易くするため、環状であることが好ましい。第２の溝２７が環状であることは、流路４０の形成場所の増加をもたらすため、流路４０の断面積を拡大させるのに役立つ。

ベーン２２は、図８、図９及び図１１に示したように、軸部２１と一体に成形されている。隔壁部１４で仕切られた空間は、図５及び図６に示したように、ベーン２２によって第１の室３１と第２の室３２に区画される。本実施例では、図５及び図６に示したように、第１の室３１及び第２の室３２がハウジング１０の内部に２つずつ形成されている。

穴２３は、図８〜図１１に示したように、ロータ２０の中央に形成されている。穴２３は、ロータ２０を貫通しており、この穴２３には、ロータ２０を回転させる又は固定する軸が挿入される。

実施例１に係るロータリーダンパは、オイル及びバルブをさらに有して構成される。

オイルは、第１の室３１及び第２の室３２に充填される。

バルブは、流路４０及び弁体４１を有して構成される。

流路４０は、図８〜図１１に示したように、第１の溝２６と第２の溝２７の間を貫通している。流路４０は円形の穴でもよいが、本実施例では、流路４０が弧状の長穴である。また、流路４０は１つでもよいが、本実施例では、流路４０が２つ以上（具体的には４つ）ある。本実施例の流路４０の断面積（各流路の断面積の合計）は、従来のダンパに比べて格段に大きい。そのような構成は、第１の溝２６及び第２の溝２７がそれぞれ環状であることによって達成される。

弁体４１は、第１の溝２６又は第２の溝２７に設けられる。本実施例では、弁体４１が、図３、図４及び図７に示したように、第２の溝２７の中に設けられている。本実施例で採用した弁体４１は、図１２及び図１３に示したように、環状の平板である。この弁体４１は、平座金によく似ており、図１４に示したように、所定の幅（ｗ）及び高さ（ｈ）を有する。弁体４１の幅（ｗ）は流路４０の断面積の拡大に伴って変化し得る（すなわち、寸法が拡大し得る）が、弁体４１の高さ（ｈ）は流路４０の断面積の拡大に伴って変化しない。すなわち、この弁体４１は平板であるため、弁体４１の高さ（ｈ）は弁体４１の幅（ｗ）が拡大することによって必然的に拡大するものではない。したがって、バルブの全長が流路４０の断面積の拡大に伴って長くなることもない。よって、流路４０の断面積を大きく設定した場合であっても、図２に示したように、ハウジング１０の高さ（ｈ）をより低くすることが可能である。

本実施例は、従来のダンパと同様に、複数のベーン２２を有するが、流路４０が軸部２１に形成されるため、流路４０及び弁体４１の数をそれぞれ１つにすることが可能である。また、本実施例は、従来のダンパと同様に、複数の流路４０を有するが、弁体４１の数を１つにすることが可能である。これは、弁体４１が環状であることによって達成される。本実施例は、弁体４１が単数であるため、従来のダンパに比べて製造コストを削減することが可能である。

実施例１に係るロータリーダンパは、以下のように動作する。すなわち、ロータ２０が正転（図５及び図６において、反時計回り方向に回転）した場合には、第２の室３２のオイルが第２の開口部２９から第２の溝２７に流入する。それにより、弁体４１が、図１５に示したように、流路４０を閉鎖する。本実施例では、流路４０が複数であり、弁体４１が単数であるが、１つの弁体４１で全ての流路４０が閉鎖される。その結果、オイルは、ベーン２２と筒部１１の間等に形成される僅かな隙間を通って第１の室３１へ移動することになるため、大きな制動力が発生する。

一方、ロータ２０が逆転（図５及び図６において、時計回り方向に回転）した場合には、第１の室３１のオイルが第１の開口部２８、第１の溝２６及び流路４０を経由して第２の溝２７に流入する。弁体４１は、図７に示したように、第２の溝２７に流入するオイルによって流路４０から離れた状態を維持するため、オイルは、第２の開口部２９を通って第２の室３２に流入する。本実施例では、流路４０の断面積が大きいため、第１の溝２６から第２の溝２７へのオイルの流れが円滑である。したがって、ロータ２０の逆転時に発生する制動力が非常に小さい。

本実施例で採用したバルブによれば、従来のダンパと比較して、ロータ２０の逆転時に発生する制動力をより小さくすること、及びハウジング１０の高さ（ｈ）をより低くすることができる。

実施例２は、本発明の他の実施形態である。実施例２は、ロータ２０の正転時に流路４０を通過するオイルの単位時間当たりの流量を調節し得る点で、実施例１と異なる。

本実施例では、図１６〜図１８に示したように、弁体４１が皿ばねである。この弁体４１は、環状であり、高さ（ｈ）を低くする方向に変形したときに弾性力を発生する。弁体４１の高さ（ｈ）は流路４０の断面積の拡大に伴って変化しないため、バルブの全長が流路４０の断面積の拡大に伴って長くならない。よって、流路４０の断面積を大きく設定した場合であっても、図２に示したように、ハウジング１０の高さ（ｈ）をより低くすることが可能である。

弁体４１は、第１の溝２６及び第２の溝２７のいずれか一方に設けられる。本実施例では、図１９に示したように、弁体４１が第２の溝２７の中に設けられている。

弁体４１は、以下のように動作する。すなわち、ロータ２０の正転時に第２の溝２７に流入するオイルの圧力が小さい場合には、弁体４１に加えられる力が小さいため、図２０に示したように、弁体４１が小さく変形する。それにより、オイルの流れが制限されるが、発生する制動力は小さい。

一方、ロータ２０の正転時に第２の溝２７に流入するオイルの圧力が大きい場合には、弁体４１に加えられる力が大きいため、図２１に示したように、弁体４１が大きく変形する。それにより、オイルの流れがさらに制限され、その結果、大きな制動力が発生する。

弁体４１の変形の度合いは、オイルの圧力の大きさによって変化する。そして、オイルの圧力の大きさは、ロータ２０を回転させる力の大きさに比例している。したがって、弁体４１の弾性力を利用することによってロータ２０の正転時に流路４０を通過するオイルの単位時間当たりの流量を調節できる。そして、このバルブによれば、ロータ２０を回転させる力の大きさが変化した場合でも、ロータ２０の回転速度を一定に維持することが可能である。

ロータ２０が逆転している間は、図１９に示したように、弁体４１が流路４０から離れた状態を維持し、流路４０が開放される。本実施例では、実施例１と同様に、流路４０の断面積が大きいため、ロータ２０の逆転時に発生する制動力は非常に小さい。

実施例３は、本発明の他の実施形態である。実施例３は、実施例２と同様に、ロータ２０の正転時に流路４０を通過するオイルの単位時間当たりの流量を調節し得る点で、実施例１と異なる。

本実施例では、図２２及び図２３に示したように、弁体４１が環状の波板である。この弁体４１は、波形座金によく似ており、高さを低くする方向に変形したときに弾性力を発生する。弁体４１の高さは流路４０の断面積の拡大に伴って変化しないため、バルブの全長が流路４０の断面積の拡大に伴って長くならない。よって、流路４０の断面積を大きく設定した場合であっても、図２に示したように、ハウジング１０の高さ（ｈ）をより低くすることが可能である。

弁体４１は、第１の溝２６及び第２の溝２７のいずれか一方に設けられる。

弁体４１の動作は、実施例２で採用した弁体４１と同様である。すなわち、オイルの圧力が小さい場合には、弁体４１が小さく変形し、オイルの圧力が大きい場合には、弁体４１が大きく変形する。そして、ロータ２０の正転時に流路４０を通過するオイルの単位時間当たりの流量は、弁体４１の変形の度合いによって調節される。したがって、このバルブによれば、ロータ２０を回転させる力の大きさが変化した場合でも、ロータ２０の回転速度を一定に維持することが可能である。

ロータ２０が逆転している間は、弁体４１が流路４０から離れた状態を維持し、流路４０が開放される。本実施例では、実施例１と同様に、流路４０の断面積が大きいため、ロータ２０の逆転時に発生する制動力は非常に小さい。

実施例４は、本発明の他の実施形態である。実施例４は、ロータ２０の正転時に流路４０を通過するオイルの単位時間当たりの流量を調節し得る点で、実施例１と異なる。

本実施例では、図２５及び図２８に示したように、第２の溝２７に開口する流路４０の開口部に窪み４２が形成されている。弁体４１は、実施例１と同様に、環状の平板であるが、この弁体４１は、窪み４２の深さ方向に変形し得る。

弁体４１は、ロータ２０の正転時に第２の溝２７に流入するオイルの圧力が小さい場合には、弁体４１に加えられる力が小さいため、図２９に示したように、窪み４２の深さ方向に小さく変形する。それにより、オイルの流れが制限されるが、発生する制動力は小さい。

一方、ロータ２０の正転時に第２の溝２７に流入するオイルの圧力が大きい場合には、弁体４１に加えられる力が大きいため、図３０に示したように、弁体４１が窪み４２の深さ方向に大きく変形する。それにより、オイルの流れがさらに制限され、その結果、大きな制動力が発生する。

このように、ロータ２０の正転時に流路４０を通過するオイルの単位時間当たりの流量は、弁体４１の変形の度合いによって調節されるので、このバルブによれば、ロータ２０を回転させる力の大きさが変化した場合でも、ロータ２０の回転速度を一定に維持することが可能である。

ロータ２０が逆転している間は、実施例１と同様に、弁体４１が流路４０から離れた状態を維持し、流路４０が開放される。本実施例では、図２４〜図２７に示したように、流路４０として、弧状の長穴と円形の穴が形成されている。流路４０の断面積（各流路の断面積の合計）は従来のダンパと比較して大きいため、ロータ２０の逆転時に発生する制動力は非常に小さい。

弁体４１が第１の溝２６に設けられる場合には、窪み４２は第１の溝２６に開口する流路４０の開口部に形成される。

実施例２〜４において、弁体４１は金属製であってもよい。しかしながら、オイルの粘度は温度が上昇するに従って低下するため、低温の環境よりも高温の環境の方がオイルが流れ易くなる。金属製の弁体では、温度が変化した場合に、ロータ２０の回転速度を一定にできない事態が生じ得る。温度変化に対処するため、弁体４１は樹脂製であることが好ましい。樹脂製の弁体は、温度が上昇するに従って変形し易くなるため、オイルの粘度の変化に対応して流量を調節することが可能である。

１０ ハウジング
１１ 筒部
１２ 第１の壁部
１３ 第２の壁部
１４ 隔壁部
１５ 軸受け部
１６ 突起
１７ フランジ
１８ 穴
２０ ロータ
２１ 軸部
２２ ベーン
２３ 穴
２４ 第１の面
２５ 第２の面
２６ 第１の溝
２７ 第２の溝
２８ 第１の開口部
２９ 第２の開口部
３１ 第１の室
３２ 第２の室
４０ 流路
４１ 弁体
４２ 窪み

Claims (8)

1. 筒部、前記筒部の一端側に設けられる第１の壁部及び前記筒部の他端側に設けられる第２の壁部を有するハウジング、
   前記第１の壁部に接する第１の面及び前記第２の壁部に接する第２の面を有する軸部、
   前記軸部と前記筒部の間に形成される空間を仕切る隔壁部、
   前記隔壁部で仕切られた空間を第１の室と第２の室に区画するベーン、
   前記第１の面に形成され、前記第１の室に開口する第１の開口部を有する第１の溝、
   前記第２の面に形成され、前記第２の室に開口する第２の開口部を有する第２の溝、
   前記第１の室及び前記第２の室に充填されるオイル、
   前記第１の溝と前記第２の溝の間を貫通する流路、及び
   前記第１の溝又は前記第２の溝に設けられ、前記流路の断面積の拡大に伴って高さが変化しない弁体
   を備えるロータリーダンパ。
2. 前記第１の溝、前記第２の溝及び前記弁体がそれぞれ環状である請求項１に記載のロータリーダンパ。
3. 前記第１の壁部又は前記第２の壁部と前記弁体の間に隙間を形成する突起をさらに備え、前記弁体が平板である請求項２に記載のロータリーダンパ。
4. 前記第１の溝に開口する前記流路の開口部又は前記第２の溝に開口する前記流路の開口部に形成される窪みをさらに備え、前記弁体が前記窪みの深さ方向に変形し得る請求項３に記載のロータリーダンパ。
5. 前記弁体が皿ばねである請求項２に記載のロータリーダンパ。
6. 前記弁体が波板である請求項２に記載のロータリーダンパ。
7. 前記弁体が樹脂製である請求項４〜６のいずれか１項に記載のロータリーダンパ。
8. 前記流路が複数であり、前記弁体が単数である請求項１〜７のいずれか１項に記載のロータリーダンパ。

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