JP7336655B2 - ロータリーダンパ - Google Patents

Description

本発明は、油路に設けられるバルブを有するロータリーダンパに関するものである。

下記特許文献１は、油路に設けられるバルブを有するロータリーダンパを開示している。このロータリーダンパは、オイルが充填される油室、前記油室に位置するベーン、前記ベーンに形成され、前記油路として機能する溝、前記ベーンの端面に接触しながら移動する前記バルブの弁体、及び前記弁体に弾力を付与し、前記オイルの流動がないときに前記弁体を前記ベーンの一面に接触させる弾性体を備えている。前記弁体は、前記オイルの圧力を一方向から受けるときに前記ベーンの一面に接触し、前記オイルの圧力を逆方向から受けるときに前記ベーンの一面から離れる。このロータリーダンパは、弁体に弾性体の弾力を付与することによってバルブの応答性を向上させるものである。しかしながら、このロータリーダンパは、ベーンに形成される溝が油路として機能しており、溝を塞ぐ弁体がオイルの圧力を逆方向から受けることによってベーンの一面から離れる構成である。弾性体は、弁体がベーンの一面から離れるときに変形するが、弾性体の変形には限度があるため、弁体とベーンの一面との間に形成される隙間が狭い。したがって、溝を通過するオイルの流量が狭い隙間によって制限される。よって、このロータリーダンパでは、弁体がオイルの圧力を逆方向から受けるときにベーンに作用するオイルの抵抗を十分に低下させることができない。

特開２０００－１２０７４７号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、バルブの応答性を向上させること、及び弁体がオイルの圧力を逆方向から受けるときにベーンに作用するオイルの抵抗を十分に低下させることを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下のロータリーダンパを提供する。
１．第１油路に設けられる第１バルブを有するロータリーダンパであって、周壁を有するケースの中に形成され、オイルが充填される油室、前記油室に位置するベーン、前記ベーンに形成され、前記第１バルブの弁箱として機能する溝、前記溝の底面に接触しながら移動する前記第１バルブの弁体、及び前記弁体に弾力を付与し、前記オイルの流動がないときに前記弁体を前記周壁の内周面に接触させる弾性体を備え、前記溝の底面が斜面であり、それにより、前記オイルの圧力を一方向から受けるときに前記周壁の内周面に接触する前記弁体が前記オイルの圧力を逆方向から受けるときに前記周壁の内周面から離れ、前記弁体の形状が三角柱であり、前記弁体がオリフィスとして機能する溝を備え、前記オリフィスとして機能する溝が前記弁体の２つの側面が交わる角部であって、前記周壁の内周面に接触する角部に形成されるロータリーダンパ。
２．第１油路に設けられる第１バルブを有するロータリーダンパであって、周壁を有するケースの中に形成され、オイルが充填される油室、前記油室に位置するベーン、前記ベーンに形成され、前記第１バルブの弁箱として機能する溝、前記溝の底面に接触しながら移動する前記第１バルブの弁体、及び前記弁体に弾力を付与し、前記オイルの流動がないときに前記弁体を前記周壁の内周面に接触させる弾性体を備え、前記溝の底面が斜面であり、それにより、前記オイルの圧力を一方向から受けるときに前記周壁の内周面に接触する前記弁体が前記オイルの圧力を逆方向から受けるときに前記周壁の内周面から離れ、前記弁体の形状が三角柱であり、前記弁体が前記弁体の第１底面を変形させるための第１スリット及び／又は前記弁体の第２底面を変形させるための第２スリットを備え、前記第１スリット及び前記第２スリットが前記弁体の２つの側面が交わる角部であって、前記周壁の内周面に接触することがなく、かつオイルの圧力を一方向から受ける角部に形成されるロータリーダンパ。
３．第１油路に設けられる第１バルブを有するロータリーダンパであって、周壁を有するケースの中に形成され、オイルが充填される油室、前記油室に位置するベーン、前記ベーンに形成され、前記第１バルブの弁箱として機能する溝、前記溝の底面に接触しながら移動する前記第１バルブの弁体、及び前記弁体に弾力を付与し、前記オイルの流動がないときに前記弁体を前記周壁の内周面に接触させる弾性体を備え、前記溝の底面が斜面であり、それにより、前記オイルの圧力を一方向から受けるときに前記周壁の内周面に接触する前記弁体が前記オイルの圧力を逆方向から受けるときに前記周壁の内周面から離れ、前記ベーンの一面側と前記ベーンの他面側との間で前記オイルを流通させる第２油路、及び前記第２油路に設けられ、前記第２油路を通過する前記オイルの量を前記オイルの圧力に応じて減少させる第２バルブをさらに備え、前記弾性体が前記第２バルブの弁体として機能するロータリーダンパ。

本発明に係るロータリーダンパによれば、弁体に弾力を付与し、オイルの流動がないときに弁体を周壁の内周面に接触させる弾性体を備えるため、弁体に弾性体の弾力が常に付与される。したがって、第１バルブの応答性を向上させることができる。また、ベーンに形成される溝が第１バルブの弁箱として機能しており、第１バルブの弁体が斜面である溝の底面に接触しながら移動するため、弁体がオイルの圧力を逆方向から受けるときに第１油路を通過するオイルの流量を減少させる障害がない。したがって、弁体がオイルの圧力を逆方向から受けるときにベーンに作用するオイルの抵抗を十分に低下させることができる。

図１は、実施例に係るロータリーダンパの横断面図である。 図２は、実施例に係るロータリーダンパの縦断面図である。 図３は、実施例で採用したローターの平面図である。 図４は、実施例で採用した弁体の斜視図である。 図５は、実施例で採用した弁体の斜視図である。 図６は、実施例で採用した弾性体の斜視図である。 図７は、実施例で採用した第１バルブの構成及び動作を説明するための図である。 図８は、実施例で採用した第１バルブの構成及び動作を説明するための図である。 図９は、実施例で採用した第２バルブの構成及び動作を説明するための図である。 図１０は、実施例で採用した第２バルブの構成及び動作を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に示した実施例に従って説明する。

最初に、図面を参照しながら実施例に係るロータリーダンパの構造を説明する。

実施例に係るロータリーダンパは、図１に示したように、ケース１及びローター２を備えている。実施例で採用したケース１は、円筒形の周壁３を有している。周壁３の一端は、図２に示したように、周壁３と一体に成形された底壁４で塞がれている。周壁３の他端は、図２に示したように、蓋５で塞がれている。実施例で採用したローター２は、図１及び図２に示したように、ケース１の中に収容され、ケース１及び蓋５によって支持されている。ローター２は、図３に示したように、ベーン６を有している。

実施例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、油室７を備えている。実施例で採用した油室７は、図１に示したように、周壁３及び底壁４と一体に成形された隔壁８で仕切られている。油室７には、オイルが充填されている。ベーン６は、図１に示したように、油室７に位置している。油室７は、図１に示したように、ベーン６を挟んで隣接する２つの室（以下、第１室９及び第２室１０という。）に分けられている。

実施例に係るロータリーダンパは、図１に示したように、第１油路１１に設けられる第１バルブ１２を備えている。実施例で採用した第１油路１１は、図１及び図８に示したように、ベーン６と油室７の壁面１３（すなわち、周壁３の内周面）との間に形成されるオイルの通路である。実施例で採用した第１バルブ１２は、図１、図７及び図８に示したように、第１バルブ１２の弁箱として機能する溝１４、及び弁体１５を有して構成されている。

実施例で採用した溝１４は、図１及び図３に示したように、ベーン６に形成されている。溝１４の断面は、図１、図７及び図８に示したように、Ｌ字形である。溝１４の側面１６は、図８に示したように、弁体１５の脱落を防ぐ機能を有している。溝１４の底面１７は、図３に示したように、斜面である。より詳細には、溝１４の底面１７は、図７及び図８に示したように、底面１７の一端（すなわち、ベーン６の一面１８と溝１４の底面１７が交差する部位）と油室７の壁面１３との間隔が最も狭く、底面１７の他端（すなわち、溝１４の側面１６と溝１４の底面１７が交差する部位）と油室７の壁面１３との間隔が最も広くなるように傾斜している面である。

実施例で採用した弁体１５は、図７及び図８に示したように、溝１４の底面１７に接触しながら移動し得る形状を有するものである。弁体１５の形状は、三角柱であることが好ましい。三角柱の弁体１５によれば、オイルが第１油路１１を通過するときに、オイルが油室７の壁面１３に沿って流れるため、弁体１５の動きが安定し、弁体１５を良好に制御することができる。また、三角柱の弁体１５によれば、弁体１５が回転しないので、弁体１５にオリフィスとして機能する溝、弁体１５の第１底面を変形させるための第１スリット、及び弁体１５の第２底面を変形させるための第２スリットを形成することができる。なお、溝に代えて小孔からなるオリフィスを弁体１５に形成してもよい。

実施例で採用した弁体１５は、図４に示したように、オリフィスとして機能する溝１９を有している。溝１９は、弁体１５がオイルの圧力を一方向（図１において、反時計回り方向）から受けたときに油室７の壁面１３に接触する弁体１５の角部（以下、第１角部２０という。）に形成されている。第１角部２０は、弁体１５の２つの側面（すなわち、第１側面２１及び第２側面２２）が交わる角部である。

実施例で採用した弁体１５は、図４及び図５に示したように、弁体１５の第１底面２３を変形させるための第１スリット２４、及び弁体１５の第２底面２５を変形させるための第２スリット２６を有している。第１スリット２４及び第２スリット２６は、油室７の壁面１３に接触することがなく、かつオイルの圧力を一方向（図１において、反時計回り方向）から受ける角部（以下、第２角部２７という。）に形成されている。第２角部２７は、弁体１５の２つの側面（すなわち、第２側面２２及び第３側面２８）が交わる角部である。

実施例に係るロータリーダンパは、図１に示したように、弾性体２９を備えている。実施例で採用した弾性体２９は、図６に示したように、第１バルブ１２の弁体１５に弾力を付与する部分（以下、第１部分３０という。）、及び第２油路３１の中のオイルの圧力を受けることによって第２バルブ３２の弁座３３に向かって変形する部分（以下、第２部分３４という。）を有するばねである。

第１部分３０は、図６に示したように、円弧状の断面を有する部分３５、及びその部分３５から延びる平板状の部分３６からなり、弾力（復元力）を弁体１５に常に付与している。したがって、オイルの流動がないときには、弁体１５（すなわち、第１角部２０）が、第１部分３０の弾力によって、油室７の壁面１３に接触している。第１部分３０は、オイルの圧力が弁体１５を介して加えられることによって変形し、すなわち、図８に示したように、平板状の部分３６が撓んで弾性エネルギーを蓄え、そのエネルギーを放出することによって弁体１５を元の位置に復帰させる弾性体２９の一部である。第２部分３４は、図６に示したように、第１部分３０の平板状の部分３６と交わる平板状の部分であって、弾性体２９の一部である。

実施例に係るロータリーダンパは、図１に示したように、第２油路３１に設けられる第２バルブ３２を備えている。実施例で採用した第２油路３１は、図７及び図８に示したように、ベーン６の一面１８側（すなわち、第１室９）とベーン６の他面３７側（すなわち、第２室１０）との間でオイルを流通させるオイルの通路である。第２油路３１は、図３に示したように、ローター２に形成されており、ベーン６の一面１８側に開口し、その開口部からベーン６の他面３７側に向かって延びる第１溝３８、ベーン６の他面３７側に開口し、その開口部からベーン６の一面１８側に向かって延びる第２溝３９、及び第１溝３８と第２溝３９を接続する第３溝４０を有して構成されている。

実施例で採用した第２バルブ３２は、第２油路３１を通過するオイルの流量をオイルの圧力に応じて変化させる機能を有している。第２バルブ３２は、図９及び図１０に示したように、第２溝３９に挿入される弾性体２９の第２部分３４を弁体として機能させ、第２溝３９と第３溝４０の接続部に形成される窪みを弁座３３として機能させている。

次に、第１バルブ１２の動作を説明する。

ローター２の回転が開始する前、すなわち、オイルの流動がないときは、弾性体２９の第１部分３０の弾力が弁体１５に付与され、それにより弁体１５は、図７に示したように、第３側面２８が溝１４の底面１７に接触し、第１角部２０が油室７の壁面１３に接触した状態で存する。

ローター２が正転するときは、弁体１５がオイルの圧力を一方向（図１において、反時計回り方向）から受ける。図７に示したように、このとき弁体１５の第３側面２８は、溝１４の底面１７に接触し、弁体１５の第１角部２０は、油室７の壁面１３に接触しているので、第１油路１１の大部分が弁体１５で閉ざされている。したがって、オイルは、弁体１５の第１角部２０に形成された溝１９と油室７の壁面１３で構成されるオリフィスを通って流れる。それにより第２室１０のオイルの圧力が高くなり、ベーン６に作用するオイルの抵抗が大きくなるので、ローター２の回転速度が減速する。

一般に、使用温度が高温（７０～９０℃）の場合は、オイルの粘度が低下するため、ベーン６に作用するオイルの抵抗が小さくなる。また、使用温度が低温（－４０～－２０℃）の場合は、オイルの粘度が上昇するため、ベーン６に作用するオイルの抵抗が大きくなる。しかし、実施例で採用した弁体１５は、樹脂で作られており、使用温度が高温（７０～９０℃）の場合は、弁体１５が膨張すると共に軟化する。このときに、弁体１５の第１スリット２４及び第２スリット２６にオイルの圧力が加えられることによって、図５に示したように、弁体１５の第１底面２３が上向きに（すなわち、蓋５に向かって）弓なりに変形し、また、弁体１５の第２底面２５が下向きに（すなわち、底壁４に向かって）弓なりに変形する。それにより、蓋５と弁体１５の隙間及び底壁４と弁体１５の隙間が狭くなる。したがって、実施例で採用した弁体１５によれば、オイルの粘度が低下してもベーン６に作用するオイルの抵抗が小さくならない。一方、使用温度が低温（－４０～－２０℃）の場合は、弁体１５が収縮すると共に硬化する。このときは、弁体１５の第１スリット２４及び第２スリット２６にオイルの圧力が加えられても弁体１５の第１底面２３及び第２底面２５に変形が生じず、蓋５と弁体１５の隙間及び底壁４と弁体１５の隙間が広くなる。したがって、実施例で採用した弁体１５によれば、オイルの粘度が上昇してもベーン６に作用するオイルの抵抗が大きくならない。その結果、実施例に係るロータリーダンパによれば、高温（７０～９０℃）又は低温（－４０～－２０℃）で使用する場合でも常温（１５～２５℃）で使用する場合と略同一の特性を得ることができる。

ローター２が逆転するときは、弁体１５がオイルの圧力を逆方向（図１において、時計回り方向）から受ける。図８に示したように、弾性体２９の第１部分３０は、弁体１５を介してオイルの圧力を受けることにより変形し、弁体１５は、第３側面２８を溝１４の底面１７に接触させながら溝１４の側面１６に向かって移動する。溝１４の底面１７は斜面であるため、弁体１５が溝１４の底面１７に接触しながら移動することによって弁体１５の第１角部２０が油室７の壁面１３から離れ、第１油路１１の開口面積を大きくすることができる。また、弁体１５が三角柱であるため、弁体１５の第１側面２１は、オイルが油室７の壁面１３に沿って流れるようにオイルを導くことができる。それによりオイルは、オイルの流量を減少させる障害のない第１油路１１を通って流れるので、第１室９のオイルと第２室１０のオイルの圧力差を小さくすることができる。その結果、実施例に係るロータリーダンパによれば、弁体１５がオイルの圧力を逆方向から受けるときにベーン６に作用するオイルの抵抗を十分に低下させることができる。

ローター２が逆転した直後にローター２が正転したときは、弾性体２９の第１部分３０の弾力によって弁体１５が第３側面２８を溝１４の底面１７に接触させながら溝１４の一端に向かって直ちに移動し、弁体１５の第１角部２０が油室７の壁面１３に接触する。したがって、第１バルブ１２の応答性が非常に良好である。

次に、第２バルブ３２の動作を説明する。

ローター２が正転するときは、第２室１０のオイルが第２油路３１の第２溝３９に進入する。このとき、ローター２の回転力（すなわち、ロータを回転させる力）が小さい場合は、第２溝３９の中のオイルの圧力がローター２の回転力が大きい場合と比較して低いため、図９に示したように、第２バルブ３２の弁体として機能する弾性体２９の第２部分３４がオイルの圧力（すなわち、低い圧力）を受けても殆ど変形しない。弾性体２９の第２部分３４は弾性を有するため、外力の大きさに応じて変形の度合いが変化する。この場合は、第２バルブ３２の弁座３３（すなわち、第２溝３９と第３溝４０の接続部に形成された窪み）が開放されているので、オイルは流量を制限されることなく第３溝４０及び第１溝３８を通って第１室９に流入する。一方、ローター２の回転力が大きい場合は、第２溝３９の中のオイルの圧力がローター２の回転力が小さい場合と比較して高いため、図１０に示したように、弾性体２９の第２部分３４がオイルの圧力（すなわち、高い圧力）を受けることによって、第２バルブ３２の弁座３３を塞ぐように、第２バルブ３２の弁座３３に向かって大きく変形する。したがって、第３溝４０及び第１溝３８を通って第１室９に流入するオイルの流量が制限される。第１バルブ１２の場合には、ローター２の回転力が変化しても第１バルブ１２によって制限されるオイルの流量は一定であるが、第２バルブ３２の場合には、第１バルブ１２と異なり、ローター２の回転力の変化に応じて第２バルブ３２によって制限されるオイルの流量が変化する。その結果、実施例に係るロータリーダンパによれば、ローター２の回転力が変化してもローター２の回転速度を略一定に維持することができる。

１ ケース
２ ローター
３ ケースを構成する周壁
４ ケースを構成する底壁
５ 蓋
６ ベーン
７ 油室
８ 隔壁
９ 第１室
１０ 第２室
１１ 第１油路
１２ 第１バルブ
１３ 油室の壁面
１４ ベーンに形成される溝
１５ 弁体
１６ 溝の側面
１７ 溝の底面
１８ ベーンの一面
１９ 弁体に形成される溝
２０ 弁体の第１角部
２１ 弁体の第１側面
２２ 弁体の第２側面
２３ 弁体の第１底面
２４ 第１スリット
２５ 弁体の第２底面
２６ 第２スリット
２７ 弁体の第２角部
２８ 弁体の第３側面
２９ 弾性体
３０ 弾性体の第１部分
３１ 第２油路
３２ 第２バルブ
３３ 弁座
３４ 弾性体の第２部分
３５ 弾性体の第１部分を構成する円弧状の断面を有する部分
３６ 弾性体の第１部分を構成する平板状の部分
３７ ベーンの他面
３８ ローターに形成される第１溝
３９ ローターに形成される第２溝
４０ ローターに形成される第３溝

Claims (5)

1. 第１油路に設けられる第１バルブを有するロータリーダンパであって、周壁を有するケースの中に形成され、オイルが充填される油室、前記油室に位置するベーン、前記ベーンに形成され、前記第１バルブの弁箱として機能する溝、前記溝の底面に接触しながら移動する前記第１バルブの弁体、及び前記弁体に弾力を付与し、前記オイルの流動がないときに前記弁体を前記周壁の内周面に接触させる弾性体を備え、
   前記溝の底面が斜面であり、それにより、前記オイルの圧力を一方向から受けるときに前記周壁の内周面に接触する前記弁体が前記オイルの圧力を逆方向から受けるときに前記周壁の内周面から離れ、
   前記弁体の形状が三角柱であり、
   前記弁体がオリフィスとして機能する溝を備え、
   前記オリフィスとして機能する溝が前記弁体の２つの側面が交わる角部であって、前記周壁の内周面に接触する角部に形成されるロータリーダンパ。
2. 第１油路に設けられる第１バルブを有するロータリーダンパであって、周壁を有するケースの中に形成され、オイルが充填される油室、前記油室に位置するベーン、前記ベーンに形成され、前記第１バルブの弁箱として機能する溝、前記溝の底面に接触しながら移動する前記第１バルブの弁体、及び前記弁体に弾力を付与し、前記オイルの流動がないときに前記弁体を前記周壁の内周面に接触させる弾性体を備え、
   前記溝の底面が斜面であり、それにより、前記オイルの圧力を一方向から受けるときに前記周壁の内周面に接触する前記弁体が前記オイルの圧力を逆方向から受けるときに前記周壁の内周面から離れ、
   前記弁体の形状が三角柱であり、
   前記弁体が前記弁体の第１底面を変形させるための第１スリット及び／又は前記弁体の第２底面を変形させるための第２スリットを備え、
   前記第１スリット及び前記第２スリットが前記弁体の２つの側面が交わる角部であって、前記周壁の内周面に接触することがなく、かつオイルの圧力を一方向から受ける角部に形成されるロータリーダンパ。
3. 第１油路に設けられる第１バルブを有するロータリーダンパであって、周壁を有するケースの中に形成され、オイルが充填される油室、前記油室に位置するベーン、前記ベーンに形成され、前記第１バルブの弁箱として機能する溝、前記溝の底面に接触しながら移動する前記第１バルブの弁体、及び前記弁体に弾力を付与し、前記オイルの流動がないときに前記弁体を前記周壁の内周面に接触させる弾性体を備え、
   前記溝の底面が斜面であり、それにより、前記オイルの圧力を一方向から受けるときに前記周壁の内周面に接触する前記弁体が前記オイルの圧力を逆方向から受けるときに前記周壁の内周面から離れ、
   前記ベーンの一面側と前記ベーンの他面側との間で前記オイルを流通させる第２油路、及び前記第２油路に設けられ、前記第２油路を通過する前記オイルの量を前記オイルの圧力に応じて減少させる第２バルブをさらに備え、
   前記弾性体が前記第２バルブの弁体として機能するロータリーダンパ。
4. 前記弾性体が前記第１バルブの弁体に弾力を付与する部分、及び前記第２油路の中の前記オイルの圧力を受けることによって前記第２バルブの弁座に向かって変形する部分を有するばねである請求項３に記載のロータリーダンパ。
5. 前記第１バルブの弁体の形状が三角柱である請求項３又は４に記載のロータリーダンパ。

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