JPH0723660B2 - 粘性流体を用いたフラップ扉用ダンパー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、上下方向へ回動させることで開閉自在とし
た。便蓋とか、吊下式扉などの所謂フラップ扉に関し、
ポリイソブチレン等の高分子粘性流体その他の粘性流体
と、スプリングとを用い、これらの夫々粘性剪断抵抗と
スプリング力とを利用することによって、抵抗力が得ら
れるようにし、当該抵抗力により上記フラップ扉におけ
る扉の閉方向への回動時には、当該扉荷重トルクに対す
る緩衝作用、すなわち制動力を発揮させるようにすると
共に、上記扉の開方向への回動時には、粘性剪断抵抗の
作用は消去してしまい、当該スプリングによる作用によ
り、扉を軽く回動させ得るように構成した粘性流体を用
いたフラップ扉用ダンパーに関する。

《従来の技術》 従来、粘性流体を用いたダンパーとしては、第６図
（イ）（ロ）に示した通り、ケースａ内に、外力により
回転自在とした回転軸ｂには当該回転軸ｂと直交状に所
要数枚の可動ディスクｃ、ｃ′、ｃ″……を固定し、こ
れらの可動ディスクｃ、ｃ′、ｃ″……と交互配置であ
り、かつケースａとの係合により回転軸ｂの回転には非
連動であるが、板厚方向へは変動自在である所要数枚の
固定ディスクｄ、ｄ′、ｄ″……が配設され、これら可
動ディスクｃ、ｃ′、ｃ″……と固定ディスクｄ、
ｄ′、ｄ″……との板面間に、ケースａ内に充填された
粘性流体ｅを介在させるようにしたものや、図示しない
が、回転軸に可動ディスクを固定することなく、回転軸
の回転には連動するよう係止されるが、その板厚方向へ
は変動自在であるようにしたものもある。

従って、上記両ダンパーは、回転軸ｂに回転力としての
外力が加えられることにより、該回転軸ｂと共に回転す
る可動ディスクｃ、ｃ′……と、ケースａに係止の固定
ディスクｄ、ｄ′……との相対運動により、両ディスク
ｃ、ｃ′……、ｄ、ｄ′……間の粘性流体による粘性剪
断抵抗を利用して、当該外力に対する緩衝作用を発揮さ
せ得ることとなる。

《発明が解決しようとする課題》 しかし、上記各ダンパーにあっては、回転軸ｂの回転方
向（正転、逆転）において、その抵抗力を可変にしたい
としても、抵抗力の決定要因となる可動ディスクｃ、
ｃ′……と固定ディスクｄ、ｄ′……との相対運動時に
おける両ディスク間の粘性流体による粘性剪断抵抗は不
変であるから、抵抗力、すなわち制動力を回転軸の正逆
転方向によって、夫々変化させることはできない。

従って、フラップ扉等の開閉時における軸トルク、すな
わち扉荷重トルク曲線ｆは第５図に示す如く余弦（co
s）荷重曲線となるものであるから、この場合上記各ダ
ンパーの回転軸を扉に固定して使用しても、扉の開閉動
作、特に扉の０°位置（閉扉横向状態）から90°位置
（開扉起立状態）へ開く（又は閉じる）動作は非常に重
くなってしまい、これを是正して、扉が軽く開けるよう
に、又扉がゆっくりと閉じるように扉の開閉動作、すな
わち制動力を開閉方向によって適切に制動しようとする
と、極めて複雑な付帯機構を用いなければならないこと
となる。

本発明は、上記従来の技術の有するこのような問題点に
鑑みてなされたもので、扉を０°から90°まで等に開成
するときは、スプリング作用により軽く操作でき、又90
°から０°まで等の閉成時にはスプリング作用と粘性剪
断抵抗力の作用とを併用することにより緩やかにして、
かつ円滑に閉扉動作が行われるようにし、又、扉の開閉
動作を複雑な機構を用いないで一軸にて制御可能なる粘
性流体を用いたフラップ扉用ダンパーを提供しようとし
ている。

《課題を解決するための手段》 本発明は上記の目的を達成するため扉取付部材側に取着
されるケースには、扉の上下方向への開閉動により回動
自在なるよう軸承された可動軸と、当該可動軸の扉開方
向への回動により断の状態となり、扉閉方向への回動に
より続の状態となるスプリングワンウェイクラッチを介
して、可動軸の上記扉閉方向の回動のみが伝達されるよ
う配設された可動部材と、当該可動部材の回動を粘性剪
断抵抗により制御するように、上記のケースと可動部材
との間に充填された粘性流体とを内設すると共に、可動
軸が扉開方向へ回動される際には巻き込み状態にあり、
これによる復元力が当該扉開方向への回動を助勢し、か
つ、当該可動軸が扉閉方向へ回動される際には巻き込ま
れることにより、前記可動部材の回動に対する粘性流体
による粘性剪断抵抗と共に、当該扉の閉動を抑制するよ
うにしたスプリングが、上記のケースと可動軸とに各端
部を掛止して配設されていることを特徴とする粘性流体
を用いたフラップ扉用ダンパーを提供しようとしてい
る。

《作用》 外力が可動軸にフラップ扉における扉開方向の回動力と
して加えられると、当該可動軸と可動部材とはスプリン
グワンウェイクラッチを介して断続自在となるので、当
該可動軸の扉開方向回転時には、可動部材が回転され
ず、従って粘性剪断抵抗は生じないが、例えば、フラッ
プ扉等が０°で閉じ位置、90°開き位置となるよう取付
けられる場合には、扉を閉じ方向へ回動すれば、可動軸
はスプリングが巻き方向へねじ込まれていくので、この
ねじ込み抵抗が可動軸に働くこととなり、これにより得
られたスプリングの復元力が、開扉操作を容易にするこ
ととなる。

一方、可動軸の扉閉方向への回転により、スプリングワ
ンウェイクラッチを介して該可動軸と可動部材とが接続
される為、可動軸と共に可動部材が回転されることとな
って粘性剪断抵抗が生じる。

従って、スプリングの効果とダンパー効果とによって扉
は緩やかに、スムーズに閉じることとなる。

従って、この際スプリング効果とダンパー効果を、前記
の扉荷重トルク曲線ｆに対して適度に選定してやれば、
扉は、閉成時にあって、何れの閉成角度においても、略
一定のスピードで閉扉させることが可能となる。

又、扉が閉じる０°付近において若干速度を遅くした
り、スプリングに、その定数の異なるものを用いること
により、扉開閉時における動きを様々に変えることも可
能となる。

《実施例》 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図、第２図に示したように、横向き円筒形状のケー
ス１は、その端末壁1aの中心に軸孔1bが貫通されている
と共に、その周壁1cにあって他端側である開口部側の内
周に雌螺子部1dが刻設されている。

可動軸２は、上記軸孔1bに回動可能にして、かつ液密状
態となるよう貫通されていると共に、上記ケース１の雌
螺子部1dに液密状態にて螺着してある蓋板３の中心に
は、軸承凹所3aが設けてあり、これに、可動軸２の一端
部が嵌合されることで、当該可動軸２が、軸回り方向へ
回動自在にして、上記ケース１の中心線上に軸承されて
いる。

上記可動軸２の他端である突出端部には、外力としての
回転力が作用するように、図示しないフラップ扉におけ
る扉の回転中心部が固定されることとなる。

前記蓋板３の内面からは円筒部3bが、軸方向にあって、
上記ケース１の長さよりも所要寸法だけ短く突設させて
あり、該円筒部3bはケース１内にあって、その周壁1c
と、上記可動軸２との略中間部と配置されている。

更に、上記可動軸２には、そのケース１内にあって、端
末壁1aに内接する外向きフランジ2aが設けてあり、これ
によって可動軸２はケース１からの抜け出しが阻止され
る。

円筒形状の可動部材４は、その軸方向の長さが上記ケー
ス１の軸方向における有効長さよりも僅かに短く形成さ
れていると共に、その外径は、上記ケース１の内径より
も小さく、その内径は、上記円筒部3bの外径よりも大き
く各々形成されており、当該可動部材４は上記ケース１
に、その周壁1cと上記円筒部3bとの略中間部配置にて、
かつその一端部が上記外向きフランジ2aに回転自在なる
よう外装された状態にて内装されている。

そして、上記可動部材４の一端部外周と、ケース１にお
ける周壁1c、端末壁1aとの間にＯリング５が介在されて
いることにより、該可動部材４の一端部と端末壁1a間は
液密状態にシールされ、一方、可動部材４と、上記円筒
部3bの先端部との間にもＯリング６が介在されているこ
とにより、当該部分も液密状態にシールされ、これによ
りケース１内部は、その中心部の室Ａと、外周部の室Ｂ
とに画成されている。

上記各Ｏリング５、６は、可動部材４の周方向回転によ
っても移動してしまったり、脱落してしまうことがな
く、当該部分のシール効果を維持できるよう、可動部材
４の一端部外周及び、同部材４の内周と円筒部3bの外周
に各々段差部4a、4b、3c等を設けて嵌着させてある。

このようにして蓋板３により閉成され、Ｏリング５、６
にて２室Ａ、Ｂに画成されているが、そのうちケース１
内部における外周部の室Ｂ内には、例えばポリイソブチ
レン等の高分子粘性体とか、ピッチ或いは高粘度の水ガ
ラス等による粘性流体Ｃが収容されている。

一方、スプリングワンウェイクラッチ７は、横断面矩形
状、又は横断面円形状のバネ鋼線条をもって軸方向へ密
に巻回することにより、一定の外径を有して上記可動部
材４の内周面と密着するようにして形成されている。

上記スプリングワンウェイクラッチ７は、軸方向へ曲突
した一端7aを、可動軸２の外向きフランジ2aに掛止して
可動部材４内に密着状態に配設され、その他端は何れの
部材とも掛止等されることなくフリーの状態としてあ
る。

従って、可動軸２が一方向、すなわち第２図に示す矢印
Ｄ方向へ回転されると、当該一端7aによってスプリング
ワンウェイクラッチ７が巻き締られて、その外径が縮径
され、その外周面と可動部材４の内周面との密着が、第
２図に示した如く解かれることとなり、これにより可動
軸２と可動部材４との接続が解かれ、逆に可動軸２が上
記回転方向と反対方向、すなわち反矢印方向へ回転され
ることにより、その外径が拡径され、可動部材４の内周
面と密着し、可動軸２と共に可動部材４も回転されるよ
うになっている。

すなわち、上記スプリングワンウェイクラッチ７は、可
動軸２の回転方向により、該可動軸２と可動部材４相互
間の動力伝達を断または続の状態に切り変える機能をも
っている。

次に、本発明の重要部材であるスプリング８としての図
示例では、上記ケース１の前記中心部における室Ａ内に
あって、可動軸２に外装されており、コイルスプリング
を用いるようにし、可動軸２に一方向への回転力を付勢
する為と、該可動軸２が反対方向へ回転される際には同
軸２に抵抗力を付与する為に配設される。

すなわち、当該コイルスプリングの場合は、軸方向へ曲
突した一端8aと他端8bが夫々蓋板３と可動軸２の外向き
フランジ2aとに掛止されることにより、ケース１内に配
設されるが、配設に際して、予め巻き方向へある程度ね
じ込んだ状態にて、各端8a、8bを蓋板３、外向きフラン
ジ2aに掛止させるようにしてもよく、この場合には、そ
の復元力で可動軸２が一方向、すなわち、第２図の矢印
Ｄ方向へ回転されるよう当該可動軸２に一方向への回転
力が付勢されている。

ここで、スプリング８として、コイルスプリングでなく
棒状等のトーションスプリングを用いようとするとき
は、可動軸を中空とし、これに当該トーションスプリン
グを内装することができる。

上記のダンパーをフラット扉に用いる際には、可動軸２
をフラップ扉における扉に軸着し、ケース１は扉取付部
材側に固定されるが、例えば、フラップ扉が便蓋のよう
に水平状態の０°にて閉じ位置となり、垂直状態の90°
にて開き状態となるよう取付けられる場合には、可動軸
２の回転方向（図示の矢印Ｄ方向）へ扉が開かれるよう
に両者は接続される。

そこで、今閉成状態にある扉に開成のための外力が与え
られると、可動軸２が第２図の矢印Ｄ方向へ回転力さ
れ、これによりスプリングワンウェイクラッチ７が縮径
されることとなるから、可動軸２と可動部材４との接続
が断たれ可動軸２のみが矢印Ｄ方向へ回転されるだけで
ある為、可動部材４は回転せず、この為当然のことなが
ら粘性剪断抵抗力は作用しない。

しかも、この際可動軸２には、垂直８の復元力が回転方
向へ蓄勢されているから、扉は軽い力で開かれることと
なる。

又、扉を閉じ方向へ動かしてやることにより、可動軸２
は反矢印方向へ回転され、これにより、スプリングワン
ウェイクラッチ７は拡径されて、可動部材４と密着し、
該可動部材４は可動軸２と共に回転されるから、この場
合には、粘性剪断抵抗が作用する。

又、可動軸２の反矢印方向の回転により、スプリング８
が巻き方向へねじ込まれ、当該ねじ込みによる抵抗力が
可動軸２に対して作用し、この結果扉はゆっくり、円滑
に閉じて行くこととなる。

第３図は他の実施例を示している。

ケース１は、その両端部に液密状態にて嵌着してある蓋
板３、９の中心に軸承凹所3aと軸孔1bが設けてあると共
に、該ケース１の一端部近傍に画壁1eが一体に設けてあ
ることにより、当該ケース１内部は軸方向へ室Ａと室Ｂ
に画成されている。

上記画壁1eの中心に貫通の軸孔1fに、中実状の可動部材
４が嵌通され、これにより可動部材４がケース１の中心
線上にあって、軸回り方向へ回転自在なるよう軸承され
ていると共に、上記蓋板３の軸承凹所3aに、当該可動部
材４の一端部が回転可能なるよう嵌合されている。

一方、蓋板９の軸孔1bに可動軸２が挿通されることによ
りケース１の中心線上にあって、軸回り方向へ回転自在
に支持されていると共に、該可動軸２の内端が、上記可
動部材４にあって、ケース１の室Ａ内へ突出されている
他端部の端面中心に凹設の軸承凹所4cに、回転自在なる
よう嵌合されており、これにより、該可動軸２と可動部
材４とは、ケース１中心である軸線状にあって支承され
ている。

スプリングワンウェイクラッチ７は、上記可動部材４に
あって、ケース１の室Ａ内へ突出している部分の外周
に、断続自在となるよう密着状態にて配設され、その一
端が上記可動軸２に掛止されている。

すなわち、上記スプリングワンウェイクラッチ７は、可
動軸２が図示の矢印Ｄ方向へ回転されることで、その巻
き方向と反対方向へ一端7aが回動されることにより、拡
径状態となって可動部材４との密着が解かれ、可動軸２
と可動部材４との動力伝達が断たれ、又可動軸２が反矢
印方向へ回動されることで、縮径され、これにより可動
部材４の外周へ密着されるから、可動軸２と共に反矢印
方向へ回動されるよう機能する。

スプリング８の一端8aは、前記実施例では蓋板３に掛止
されていたものが、本実施例では上記画壁1eに掛止させ
てある。

ケース１の他方の室Ｂ内には、一方向（図示の反矢印方
向）へのみ回動自在である上記可動部材４と共に回動可
能なるよう、当該可動部材４と直交状にて係設され、か
つ板厚方向へは変動自在である所要数枚の可動ディスク
10、10′……と、これらの可動ディスク10、10′と交互
配置にて、ケース１との係合により可動部材４の回動に
非連動であるが、板厚方向へは変動自在である所要数枚
の固定ディスク11……とが配設されており、さらにこれ
らの可動ディスク10、10′……と固定ディスク11……の
板面間に、ケース１の室Ｂ内に充填された粘性流体Ｃを
介在させてある。

従って、可動軸２と共に可動部材４が反矢印方向へ回動
されることにより、該可動部材４と共に回転する可動デ
ィスク10、10′と固定ディスク11……とが相対運動した
ときの両ディスク10、10′、11間の粘性流体による粘性
剪断抵抗が活用されて、可動軸２、つまり扉による外力
に対する制動作用が発揮され得ることとなる。

尚、第４図は、前記の通り当該ダンパーの制動力を一軸
で制御する場合における扉荷重トルク曲線ｆに対する制
動領域を示した図表である。

この図表から理解される通り、扉荷重トルク曲線ｆより
も大とならない低い位置の領域にあってスプリング８に
よる力を可動軸２に与えることによりスプリング制御領
域Ｅを得るようにし、又、その時の扉荷重トルク曲線ｆ
とスプリング力直線ｇとの差により形成される粘性剪断
抵抗制御領域Ｆ内にあって、前記の粘性剪断抵抗を選定
し、所要の制動力を付与すればよい。

このようにすることにより、扉は閉成時にあって何れの
閉成角度においても可成りの一定スピードを確保した状
態で90°から０°へ向け下降させるようにしたり、さら
に扉が０°付近まで閉成して来たときは第４図の如く若
干スピードがおそくなるようにして、扉の動作としては
理想的な状態を得るようにすることもできる。

《発明の効果》 本発明は上記のようにして構成され、扉閉方向の回動に
際し、扉荷重トルクをスプリング力と、粘性流体に基づ
く粘性剪断抵抗の両者によって受承しながら閉扉させる
から、当該両者による制動力を適宜選定することによっ
て、各種の扉に対して緩やかな閉止のための挙動を行わ
せることが可能となる。

しかも、スプリングワンウェイクラッチによって、上記
粘性剪断抵抗を扉閉方向への回動のみに発現させ、扉開
方向への回動時には同上スプリングワンウェイクラッチ
により、当該粘性剪断抵抗を消去させるようにしたの
で、扉開成時にあって粘性剪断抵抗が負荷となることな
く、前記スプリング力によって扉の開動作が効果的に助
勢され、軽快な扉の開成を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る粘性流体を用いたフラップ扉用ダ
ンパーの実施例を示す縦断正面図、第２図は同実施例に
おいて、可動軸を一方向へ回転した状態を示す縦断正面
図、第３図は同ダンパーの他の実施例を示す縦断正面
図、第４図は扉荷重トルク曲線と、制動力制御方法にお
けるスプリング制御領域、粘性剪断抵抗制御領域を示す
グラフ、第５図はフラップ扉の扉荷重トルク曲線を示す
図表、第６図（イ）（ロ）は、粘性流体を用いたダンパ
ーの従来例を示す縦断正面図と横断平面図である。 １……ケース ２……可動軸 ４……可動部材 ７……スプリングワンウェイクラッチ ８……スプリング Ｃ……粘性流体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−190326（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−99023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−38422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−13927（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−32874（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】扉取付部材側に取着されるケースには、扉
   の上下方向への開閉動により回動自在なるよう軸承され
   た可動軸と、当該可動軸の扉開方向への回動により断の
   状態となり、扉閉方向への回動により続の状態となるス
   プリングワンウェイクラッチを介して、可動軸の上記扉
   閉方向の回動のみが伝達されるよう配設された可動部材
   と、当該可動部材の回動を粘性剪断抵抗により制御する
   ように、上記のケースと可動部材との間に充填された粘
   性流体とを内設すると共に、可動軸が扉開方向へ回動さ
   れる際には巻き込み状態にあり、これによる復元力が当
   該扉開方向への回動を助勢し、かつ、当該可動軸が扉閉
   方向へ回動される際には巻き込まれることにより、前記
   可動部材の回動に対する粘性流体による粘性剪断抵抗と
   共に、当該扉の閉動を抑制するようにしたスプリング
   が、上記のケースと可動軸とに各端部を掛止して配設さ
   れていることを特徴とする粘性流体を用いたフラップ扉
   用ダンパー。