JPH08219218A - 流体圧ダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転止め機構を形状および材質的に改良し
て、耐摩耗性や弾性、曲げ、圧縮強さなどをより向上で
き、構造が簡易な流体圧ダンパを実現する。 【構成】 ケーシング１の円筒室１４に、回転翼２１を
持つ軸２が回転可能に組み込まれ、かつ充填される粘性
流体により軸２の回転が制動される一方、ケーシング１
の内壁側と軸２側とに対応して設けられ、軸２が回転さ
れる過程で互いに係脱可能に係合することにより、軸２
に連結される蓋などの作動体を定位置で回転規制する回
転止め機構７を備えた流体圧ダンパにおいて、回転止め
機構７は、ケーシング１の内壁に装着される樹脂製のロ
ックリング８と、軸２の外周に装着される樹脂製の係合
リング９とで構成し、係脱可能に係合する凹部８ａおよ
び凸部９ａの一方をロックリング８の内周に、他方を係
合リング９の外周にそれぞれ一体に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転式の流体圧ダンパ
の内、特に、各種装置の蓋や便座等の作動体を定位置に
回転規制する回転止め機構付きの流体圧ダンパに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の流体圧ダンパは、特開平４−２
８２０３６号等に記載されているように、ケーシングの
筒内壁に隔壁があり、その筒内にあって翼を備えた軸が
回転する構造をなして、筒内に油を満たしておいて翼を
回転すると、翼と隔壁間に油圧が生じると共に、翼と筒
の内壁間及び隔壁と軸間の隙間から油漏れが生じること
で、回転運動に適宜な制動を得るものである。これを用
いることにより、蓋や便座等の作動体は、前記軸を介し
て所定の制動された速度で開閉される。

【０００３】また、流体圧ダンパには、例えば、前記作
動体が開状態にあり、この開状態から不用意に倒れて閉
じないようにする回転止め機構を備えたものもある。従
来の回転止め機構は、通常、ケーシングの内壁側と前記
軸側とに対応してコイルバネ及びボールと係止凹部とを
設け、前記軸が回転される過程でコイルばねで付勢され
たボールを係止凹部に係脱可能に係合する構成である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の回転止め機構
は、コイルばねやボールなどを必要として部品点数が多
く、その組み付け構造も複雑になるなどという問題があ
る。そこで、本出願人は、ケーシングの内壁に係止溝を
設け、この係止溝に対し係脱可能に係合する樹脂成形品
である爪部付きのばね部材を前記軸側に装着した回転止
め機構を先に発明した（特願平６一１１１６９６号）。
この構造では、ばね部材が樹脂材等で爪部付きとして形
成可能であり、前記軸外周に容易に装着することもでき
ることから、コイルばねを配置する収納凹部等を形成す
る必要がなく、ボールに相当する爪部をばね部材の一部
に同時形成して部品点数を少なくできる。

【０００５】なお、この種の装置構成部品は、殆どが樹
脂成形品であり、その樹脂材は安価であることを前提と
し、粘性流体特性、強度的にもそこそこ優れているＰＢ
Ｔ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）が多用され
ている。そこで、先の発明品をＰＢＴ樹脂で作成して性
能試験を繰り返し行うと共に、品質向上を更に検討した
ところ摺動特性、特に耐摩耗性や弾性、圧縮強さなどに
ついて更に向上できるが判明し、本発明に至った。

【０００６】本発明の目的は、前記先の回転止め機構を
形状及び材質的に更に改良して、耐摩耗性や弾性、圧縮
強さなどをより向上でき、構造が簡易な流体圧ダンパを
提供することにある。他の目的は、以下の内容説明とと
もに明らかにする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明の要
部である、ケーシング１内にあって隔壁１１を突設した
円筒室１４に、回転翼２１を持つ軸２が回転可能に組み
込まれ、かつ充填される粘性流体により前記軸２の回転
が制動される一方、ケーシング１の内壁側と軸２側とに
対応して設けられ、軸２が回転される過程で互いに係脱
可能に係合することにより、軸２に連結される蓋などの
作動体を定位置で回転規制する回転止め機構７を備えた
流体圧ダンパにおいて、回転止め機構７は、ケーシング
１の内壁に設けられる樹脂製の固定リング８と、軸２の
外周に装着される樹脂製の回転リング９とからなり、係
脱可能に係合する凹部８ａ及び凸部９ａの一方を固定リ
ング８の内周に、他方を回転リング９の外周にそれぞれ
一体に形成することにより、達成される。

【０００８】前記構成においは、固定リング８及び回転
リング９は共にポリアミド樹脂で形成されるとことがよ
り好ましい。固定リング８はケーシング１の成形時に一
体に形成することも可能である。凸部９ａは凸部真下に
あるリング肉厚の一部を除去した切欠部９２を介して弾
縮変形可能に形成されていることがより好ましい。

【０００９】以上の本発明において、凹部８ａ及び凸部
９ａは互いに係脱可能に係合するものである。より具体
的な形状としては、凸部９ａの場合は実施例に挙げた断
面半円状する以外に、断面扇形であってもよく、要は凹
形状に対し係合し易い形状が好ましい。凹部８ａの場合
は係止突壁８２と突起８３とで区画形成し、特に係止突
起８２を断面矩形など変形し難い硬い壁形状にすること
が好ましい。以下、本発明の流体圧ダンパを図に示す実
施例により説明する。

【００１０】

【実施例】図１は本発明を適用した流体圧ダンパの縦断
面図、図２は前記流体圧ダンパの横断面図、図３は回転
止め機構の構成部材を示している。なお、図１（ａ）は
図２のＡ一Ａ線断面図を示し、図１（ｂ）は図２のＢ一
Ｂ線断面図であり、ホルダー６を省略して示している。
図において、流体圧ダンパは、ケーシング１と、ケーシ
ング１内に配置された回転翼２１付きの軸２と、回転翼
２１に付設されたシール部材３と、ケーシング１の開口
側に対し取り付けられる蓋５と、ロック用ホルダー６及
び回転止め機構７などを備えている。

【００１１】（ダンパ全体構成）ケーシング１はコップ
形をなして、底に対応する部分（図２の左側）には粘性
流体の注入口１２が設けられて、内側が軸受部１３を兼
ね、外側が雌ねじに形成されて封印用ボルト１６が螺着
可能な孔に形成されている。ケーシング１の内壁には２
個の隔壁１１が円筒室１４に突出している。軸２は、ケ
ーシング１からはみ出す突出部分２ａ側に軸穴２４を持
ち、この軸穴２４を利用してダンパ作用を必要とする蓋
等の軸を嵌合する構造である。また、この軸２は、ケー
シング内壁と摺接しシーリング４１を周回溝内に配置す
る部分２ｂ、１対の回転翼２１を含む部分２ｃ、軸受部
１３に軸支される径小部分２ｄと、部分２ａと部分２ｂ
との間にあって回転止め機構７の回転リング９を装着す
る部分２ｅとを有している。

【００１２】回転翼２１には、流体通路２２が設けられ
ると共に、シール部材３が付設されている。このシール
部材３はゴムなどからなり、図１（ａ）に示す如く片側
に長片状の弾性弁部３１を持つ断面が略７の字形であ
る。また、シール部材３は、流体通路２２を解放してい
る側に位置する短片状の係止部３２と、回転翼２１の先
端面を覆う摺接部３３と、摺接部３３の内面に設けられ
た突起３４とを一体に有しており、回転翼２１の先端面
側に対し係止部３２を回転翼２１の片側上側縁に引っ掛
け、かつ突部３４を回転翼２１の先端面に設けられた係
止溝に係合すると共に回転翼２１の先端面を摺接部３３
で覆った状態で装着されて、弾性弁部３１が流体通路２
２の一方側開口を開閉可能に覆っている。なお、シール
部材３の装着形態は、特開平６ー１１１６９６号の図４
〜図７に示される構造でもよい。

【００１３】（回転止め機構構成）前記回転止め機構７
は、ケーシング１の内壁に設けられた樹脂製の固定リン
グ８と、軸部分２ｅに装着された樹脂製の回転リング９
とで構成されている。この内、固定リング８は、外周に
一対の溝８１を有し、ケーシング１の内周取付部に設け
られた対応するキー部１４ａに溝８１を係合し位置決め
した状態で装着されている。固定リング８の内周には凹
部８ａが係止突壁８２と弾性突起８３とで区画形成され
ている。係止突壁８２と弾性突起８３との突出寸法は略
同じに設定される一方、係止突壁８２は溝８１の底面側
に位置して幅広に設けられており、弾性突起８３に比し
て変形し難くなっている。

【００１４】回転リング９は、内周に一対の溝９１を有
し、軸部分２ｅに設けられた対応するキー部２５に溝９
１を係合し位置決めした状態で装着される。回転リング
９の外周には凹部８ａに係脱可能に係合する弾性凸部９
ａが設けられている。弾性凸部９ａは、これの真下にあ
ってリング肉厚の一部を除去した断面円弧状の切欠部９
２を介して弾縮変形可能に形成されており、弾性突起８
３に比して変形に富んでいる。ここで、弾性凸部９ａの
形状及び突出量は弾性突起８３と略同じに設定され、回
転リング９の外径（凸部９ａを除く外形）は固定リング
８の最内径（係止突壁８２又は弾性突起８３を含む内
径）よりも僅かに小さく設定されている。

【００１５】なお、このような、凹部８ａ、弾性凸部９
ａは、固定リング８の内周に凸部９ａに相当する弾性凸
部及び切欠部９２に相当する切欠部を設ける一方、回転
リング９の外周に凹部８ａに相当する凹部を設けること
も可能である。

【００１６】上記各部材の組立は、まず、シール部材３
が回転翼２１に組み付けられると共に、固定リング８及
び回転リング９がケーシング１と軸部分２ｅとに組み付
けられる。その後、ケーシング１の円筒室１４に対し、
回転翼２１付きの軸２をシーリング４１を介装した状態
で組み入れて、図２に示す如くシーリング４２，４３を
介装した蓋５をケーシング１に当てがった状態で、蓋５
側を覆うようホルダー６が組み付けられる。また、注入
口１２から粘性流体を充填し、注入口１２をボルト１６
で塞ぐことにより完成される。

【００１７】（ダンパ作用）以上の流体圧ダンパは、ダ
ンパ作用時を示す図１（ａ）の如く、軸２が矢印方向に
回転される過程において、流体通路２２がシール部材３
の弾性弁部３１により常に閉じられる。この結果、粘性
流体は隔壁１１と軸２との間のはめ合隙間Ｘを通じて専
ら移動し、それに比例した強さの制動力で作動する。ま
た、軸２が逆回転される過程においては、粘性流体は流
体通路２２内に入り込んで弾性弁部３１を図１（ａ）の
想像線で示す如く開方向へ押圧して、流体通路２２を解
放する。この結果、粘性流体ははめ合隙間Ｘに加えて、
流体通路２２を通じて移動可能となり、それに比例した
弱い制動力で作動する。

【００１８】そして、シール部材３は、回転翼２１の先
端面部に固定されているので、ケーシング１の内壁に対
しシール部材３の当接する摺接部３３外面のみが摩耗す
るだけである。このため、品質管理としては摺接部３３
の厚さ管理及びその外面の摩耗を考慮するだけでよく、
精度面で緩和される。弾性弁部３１は、流体通路２２か
らの流体圧が加わったときだけ揺動変形し、流体通路２
２を解放する一方向弁の作用をする。またシール部材３
の形状は断面が略７の字であることから、回転翼２１に
対する装着の向きを変えれば制動力を得る回転方向を変
更できる。

【００１９】（回転止め作用）また、以上の回転止め機
構７は、軸２が所定角だけ回転することにより、回転リ
ング９の凸部９ａが切欠部９２の存在により弾縮変形し
固定リング８の弾性突起８３を乗り越えて凹部８ａと係
脱可能に係合したとき、その係合力が軸２に加わる回転
モーメントの抵抗として作用し、軸２の回り止めとな
る。つまり、この回転止め機構７は、軸２と一体に回転
する回転リング９の凸部９ａをケーシング１側の凹部８
ａに係合させて回り止めをし、凸部９ａと凹部８ａとの
係合力に抗して軸２を強く回転することにより弾性的に
係合解除し回転止めを解除する。このような軸２の回転
止め機構７は、例えば、軸穴２４に軸を介して連結され
る弁座等の蓋（作動体）が開状態にあり、この開状態か
ら不用意に倒れて閉じないようにしたいときに用いられ
る。

【００２０】この構成では、ケーシング１側に凹部８ａ
付き固定リング８を固定して設ける一方、凸部９ａ付き
回転リング９を軸２に装着し一体に回転するように構成
しているので、コイルばねで付勢するボールを凹部に係
合するような従来の回転止め機構に対して、コイルばね
を収納する部分等を形成する必要がなく、ボールに相当
する凸部９ａを回転リング９と一体に成形して部品点数
を少なくでき、樹脂品であることから錆などの問題もな
く、しかも薄肉に形成できることからスペース的にも小
さくコンパクト化に優れている。また、特開平６ー１１
１６９６号の構造に対し形状的に作成がより簡易であ
り、凸部９ａがリング肉厚の一部を除去した切欠部９２
を介して弾縮変形されることから弾性特性の低下が少な
く、凸部９ａと凹部８ａとの弾性的な係合がより安定か
つ確実に得られなどの利点がある。

【００２１】なお、回転止め機構７の必要特性は、弾性
凸部９ａについて滑り特性、耐摩耗性などが考えられ
る。また弾縮変形の構造に起因する弾性疲労強度ないし
は耐久性、圧縮強さ等が考えられ、この点では固定リン
グ８の凹部８ａに対する回転リング９の弾性係脱構造に
関し、本願発明の如く回転リング９の外周に凸部９ａを
設け、これの真下にリング肉厚の一部を除去した切欠部
９２を設けるようにすると、回転リング９の外周にあっ
てアーム状の先端に凸部や爪を形成するものに対し、特
に、弾性疲労が発生し難く耐久性に優れていることが確
認された。

【００２２】（材質試験）そして、本発明は、以上の回
転止め機構について、固定リング８及び回転リング９を
各種樹脂材によりぞれぞれ作成すると共に、それらをダ
ンパに組み込んだものについて摩擦・摩耗特性を検討し
た結果、材質により以下のような懸著な性能差が認めら
れた。次に、その代表的な構成を挙げて説明する。

【００２３】固定リング８及び回転リング９の樹脂材だ
けを変え、他は同一条件に作成されたダンパについて、
次表１のような組合せで試験した。

【表１】 表１において、 ＰＡはポリアミド樹脂（ナイロン６，
ナイロン６６どちらでも同様であった。）を、ＰＯＭは
ポリオキシメチレン（ポリアセタール）樹脂を、ＰＢＴ
はポリブチレンテレフタレート樹脂を示している。な
お、材質選定に際しては、例えば、ＰＢＴ樹脂はＰＯＭ
樹脂と愛称がよいといわれていることからその組合せを
設定し、ＰＡ樹脂は疲労特性がよいことからその組合せ
及び他との組合せを設定するなど考慮した。また、ＰＯ
Ｍ樹脂同士の組合せは一般に摩擦愛称が悪いといわれて
いるので除外した。

【００２４】試験は、試料１〜４を組み込んだダンパに
より、作動体の開閉を１回とし５００回、１０００回、
１万回、２万回、３万回、４万回作動した各状態で評価
した。この評価の代表的なものを表１の右側に示し、ま
た作動サイクル（回）とロックトルク（Ｋｇｆ−ｃm）
を図４にプロットした。表１に示す如く、試料１のもの
は５万回の時点で固定リング８の変形が多少認められた
ものの、ロックトルクの低下が少なく高い水準を維持で
きることが分かった。これに対し、試料２，３のものは
３万回の時点で試料２では固定リング８及び回転リング
９が、試料３では固定リング８が摩耗し、曲げ疲労によ
る変色が懸著であった。試料４のものは初期トルクが８
Ｋｇｆ−ｃm 程度であったが、５００回〜１０００回の
時点で特に回転リング９の方が破壊されていた。以上の
ように、固定リング８及び回転リング９は共にＰＡ樹脂
を用いることにより、これ以外の樹脂材質及びＰＡ樹脂
と他の樹脂材質との組合せのものに対し、飛躍的に品質
向上できることが判明した。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る流体
圧ダンパは、回転止め機構を部品点数的及び設置スペー
ス的に最小限で採用でき、しかもコンパクト化や組立性
に優れると共に性能に優れたものを安価に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る流体圧ダンパの要部を
示す縦断面図である。

【図２】前記流体圧ダンパの横断面図である。

【図３】前記流体圧ダンパに設けられた回転止め機構の
構成部材を示す図である。

【図４】試料１〜３の性能試験結果を示す図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 軸 ５ 蓋 ７ 回転止め機構 ８ 固定リング ８ａ 凹部 ９ 回転リング ９ａ 凸部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内にあって隔壁を突設した円
   筒室に、回転翼を持つ軸が回転可能に組み込まれ、かつ
   充填される粘性流体により前記軸の回転が制動される一
   方、前記ケーシングの内壁側と前記軸側とに対応して設
   けられ、前記軸が回転される過程で互いに係脱可能に係
   合することにより、前記軸に連結される蓋などの作動体
   を定位置で回転規制する回転止め機構を備えた流体圧ダ
   ンパにおいて、 前記回転止め機構は、前記ケーシングの内壁に設けられ
   る樹脂製の固定リングと、前記軸の外周に装着される樹
   脂製の回転リングとからなり、係脱可能に係合する凹部
   及び凸部の一方を前記固定リングの内周に、他方を前記
   回転リングの外周にそれぞれ一体に形成したことを特徴
   とする流体圧ダンパ。
2. 【請求項２】 前記固定リング及び前記回転リングが、
   共にポリアミド樹脂で形成されている請求項１に記載の
   流体圧ダンパ。
3. 【請求項３】 前記固定リングが、前記ケーシングの成
   形時に一体に形成されている請求項１又は２に記載の流
   体圧ダンパ。
4. 【請求項４】 前記凸部が、凸部真下にあるリング肉厚
   の一部を除去した切欠部を介して弾縮変形可能に形成さ
   れている請求項１に記載の流体圧ダンパ。