JPH11117978A - 緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バネ部材により発揮される抵抗力を容易に可
変できるようにする。 【解決手段】 ロータリーダンパ１の回転軸４に、その
長手方向に沿って、長溝４１ｄを形成する。この長溝４
１ｄは、バネ部材である渦巻きバネ１００，１０１の中
心側端部１００ａ，１０１ａを係合可能であって、かつ
これを並列して挿入可能な長さを有している。また、ロ
ータリーダンパ１の本体側には、渦巻きバネ１００，１
０１の外周側端部１００ｂ，１０１ｂを係合する係合部
としての突起１０が１以上設けられている。従って、渦
巻きバネ１００，１０１により発揮される抵抗力は、渦
巻きバネの配設数を調整することで容易に可変できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は緩衝装置に関し、特
に、ロータリーダンパとバネ部材を併用した緩衝装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロータリーダンパにバネ部材を併
設することで、ロータリーダンパを単独で用いる場合よ
りも抵抗力（トルク）を大きくしたものが知られてい
る。バネ部材としては渦巻きバネが用いられることが多
く、中心側端部はロータリーダンパの回転軸に、外周側
端部はロータリーダンパの本体を構成するケースに突設
したピン状の係合部に係合されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た構成では、バネ部材を１個しか配設することができな
いため、バネ部材により発生するトルクを可変する場合
には、バネ部材自体をバネ定数の異なるものに交換する
必要がある。このため、予め、バネ定数の異なる他種類
のバネ部材を準備する必要がある。

【０００４】また、トルクを大きくしようとする場合に
は、バネ定数のより高いバネ部材に交換する必要がある
が、あまりバネ定数を大きくすると、ピン状の係合部が
１つの場合にはそれが折損することもある。

【０００５】本発明は上記に鑑みなされたものであり、
請求項１記載の発明では、バネ部材により発揮される抵
抗力（トルク）を容易に可変できるロータリーダンパと
バネ部材を併用した緩衝装置を提供することを課題とす
る。請求項２記載の発明では、さらに、係合部の折損事
故を従来よりも少なくすることができるロータリーダン
パとバネ部材を併用した緩衝装置を提供することを課題
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の緩衝装置は、回転軸に連結される制
御対象物の少なくとも一方向への回転動作を遅動させる
ロータリーダンパと、開閉体を常態において他方向へ付
勢するバネ部材とを有して構成される緩衝装置におい
て、前記バネ部材が少なくとも一つの渦巻きバネからな
り、前記回転軸には、回転軸の長手方向に沿って、該渦
巻きバネを複数使用した場合に、各渦巻きバネの中心側
端部を長手方向に並列挿入できる長さの長溝が設けら
れ、前記ロータリーダンパの本体側には、渦巻きバネの
外周側端部を係合する係合部が１以上設けられているこ
とを特徴とする。

【０００７】また、請求項２記載の緩衝装置は、請求項
１記載の緩衝装置において、ロータリーダンパの本体側
に、渦巻きバネの外周側端部を係合する係合部が複数設
けられていることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳述する。図において、１は本実施の形態に
係る緩衝装置の一部を構成するロータリダンパであり、
１００，１０１はバネ部材としての渦巻きバネである。

【０００９】ロータリーダンパ１は、図１及び図２に示
すように、その中心軸方向（長手方向）に沿って配設さ
れる回転軸４と、該回転軸４の回転動作に追随せず、回
転軸４に対して相対回転することになる本体を構成する
本体ケース２等を有して構成される。ここで、本発明
は、ロータリーダンパとバネ部材を併用した緩衝装置に
おいて、バネ部材を複数配設可能としたことに大きな特
徴を有するため、ロータリーダンパ１の構造はいかなる
ものであってもよい。最もシンプルなものとしては、回
転軸として断面円形のものを用い、これを本体に形成し
た孔部に配設し、該孔部内面と回転軸外面との僅かな隙
間に粘性液体を充填した粘性抵抗を利用するもの、又
は、本体部内に大きな空間部を設けると共に、回転軸の
周囲にオリフィスを有する突片を突設し、さらにこの空
間部に粘性液体を充填し、粘性液体が該オリフィスを通
過することにより発生する動圧抵抗を利用するものが挙
げられる。なお、本実施の形態で用いたロータリーダン
パ１の具体的構造については後述する。

【００１０】回転軸４は、詳細については後述するが、
図２及び図３に示すように、シャフト４１と、このシャ
フト４１を空転しないように軸心に沿って形成されたシ
ャフト挿通孔４２ａに装填させることができるシャフト
カバー４２とを有して構成され、シャフト４１の一端４
１ａ側が本体を構成する本体ケース２の一端開口部２２
に装着される第１のケースカバー２３から外方に突出す
るように配設される。そして、この突出部４１ｃに、一
端４１ａから長手方向に沿って長溝４１ｄが形成されて
いる。長溝４１ｄは、渦巻きバネ１００，１０１の中心
側端部１００ａ，１０１ａが挿入されて係合する部位で
あり、その長さは、渦巻きバネ１００，１０１を複数配
設する場合に、それらを並列的に挿入し得る程度で形成
されている。例えば、図面に示したように渦巻きバネ１
００，１０１を２つ配設する場合には、渦巻きバネ一つ
分の幅に対して２倍以上の長さを有し、３つ配設する場
合には、渦巻きバネ一つ分の幅に対して３倍以上の長さ
を有するように形成されている。

【００１１】ロータリーダンパ１の本体側には、図１及
び図２に示すように、渦巻きバネ１００，１０１の外周
側端部１００ｂ，１０１ｂの係合部となる突起１０が設
けられている。より具体的には、本体を構成する第１の
ケースカバー２３の外面に、回転軸４とほぼ平行となる
よう突設されている。なお、本実施の形態では、中央部
に回転軸４の挿通孔を有すると共に、第１のケースカバ
ー２３と平面形状がほぼ同じ平板部材１１を用い、その
四隅にボルトを挿通して該平板部材１１を第１のケース
カバー２３に離間させて固定しており、このボルトが突
起１０を構成している。この結果、本実施の形態では、
突起１０ｂが４つ配設されることになるが、１つであっ
てもよい。但し、渦巻きバネ１００，１０１を複数配設
した場合、複数の外周側端部１００ｂ，１０１ｂが１つ
の突起１０に係合されることになり、該突起１０にせん
断力が集中し、折損するおそれがある。従って、渦巻き
バネ１００，１０１の配設数に対応した数以上、突起１
０を設けることが好ましい。かかる構成とすれば、各渦
巻きバネ１００，１０１の外周側端部１００ｂ，１０１
ｂを各突起１０にそれぞれ係合させれば、上記のような
せん断力の集中を回避できる。なお、突起１０の長さ
は、渦巻きバネ１００，１０１を図２に示したように並
列に複数配設できるよう、渦巻きバネ一つ分の幅の２倍
以上であることが好ましい。

【００１２】次に、本実施の形態で用いたロータリーダ
ンパ１の具体的構成について説明する。このロータリー
ダンパ１は、いわゆる動圧抵抗を利用するタイプであ
り、上記した回転軸４と、本体を構成する本体ケース２
のほか、液体室３、ベーン５、アキュムレータ室６、ア
キュムレータ７、排出路８、排出制御弁９等を有して構
成される。

【００１３】本体ケース２は、略円筒状に形成され、内
部に固定隔壁２１が突設されている。この固定隔壁２１
には、図２に示すように、一端面２１ａから他端面２１
ｂにかけて貫通するオリフィス２１ｃが形成されてお
り、粘性液体がこのオリフィス２１ｃを通過することに
より動圧抵抗が発揮される。固定隔壁２１には、オリフ
ィス２１ｃと略直交するように軸心方向と略平行に縦穴
２１ｄが設けられており、後述の第２のケースカバー２
４に形成された貫通孔２４ｂを介してニードル２１ｅが
装填されている。このニードル２１ｅには、オリフィス
２１ｃと連通する孔２１ｆが開設されており、ニードル
２１ｅの装填量を調節することにより、この孔２１ｆが
オリフィス２１ｃに対して開口する面積を変化させるこ
とができ、これにより、オリフィス２１ｃを通過する粘
性液体の量を調節することができる。

【００１４】また、この本体ケース２の軸心に沿って上
記した回転軸４が配設されており、回転軸４の外面と本
体ケース２の内面とにより粘性液体を収容するための液
体室３が形成されている。

【００１５】さらに、本体ケース２の一端開口部２２
は、上記したように、回転軸４の一端４１を外部に突出
させることができる軸挿通孔２３ａが形成された第１の
ケースカバー２３により閉塞され、他端開口部２７は、
第２のケースカバー２４により閉塞される。第２のケー
スカバー２４は、断面凹状に形成されており、凹部２４
ａを外方に向けて配設され、凹部２４ａ内であって、本
体ケース２の他端開口部２７から突出している回転軸４
を構成するシャフト４１の他端４１ｂの周囲にベアリン
グ２５が配設される。また、この凹部２４の開口部は蓋
体２６により閉塞されており、凹部２４ａと蓋体２６と
により形成される空間が本実施の形態ではアキュムレー
タ室６として機能している。そして、このアキュムレー
タ室６内に発泡ゴム等から形成される環状のアキュムレ
ータ７が配設されている。

【００１６】回転軸４は、上記したように、シャフト４
１とシャフトカバー４２とから構成され、シャフト４１
の一端４１ａが第１のケースカバー２３の軸挿通孔２３
ａを介して突出するように配設されるが、他端４１ｂ
は、本体ケース２の他端開口部２７及び第２のケースカ
バー２４の軸挿通孔２４ｃを介して突出している。ま
た、シャフトカバー４２は液体室３内に位置している。
さらに、このシャフトカバー４２の上部付近は、図４〜
図７に詳細に示すように、断面凹状に形成されており、
この凹部４２ｃに同じく断面凹状に形成された上記第１
のケースカバー２３が嵌合される。なお、符号２８は、
第１のケースカバー２３の凹部２３ａと回転軸４との間
に配設されるベアリングである。

【００１７】回転軸４には、さらに、シャフトカバー４
２の凹部４２ｃと第１のケースカバー２３との隙間を通
じて侵入する粘性液体をアキュムレータ室６内へ送るた
めの粘性液体流入出路４２ｂが、シャフト挿通孔４２ａ
の周囲に適宜数、本実施の形態では２つシャフト挿通孔
４２ａと略平行に穿設されている。この粘性液体流入出
路４２ｂは、その端面が、第２のケースカバー２４とシ
ャフトカバー４２との間に位置する本体ケース２の他端
開口部２７に臨んでおり、粘性液体は、この他端開口部
２７を通過してベアリング２５内に存在する隙間を通り
アキュムレータ室６内に流入する。

【００１８】また、この回転軸４には、軸心方向に沿っ
て所定の幅でかつ先端面５ａが液体室３を形成している
本体ケース２の内面に摺接する程度の長さを有するベー
ン５が、シャフトカバー４２と一体的に形成されてい
る。このベーン５には、一端８１ａが粘性液体流入路４
２ｂに開口するように、先端面５ａ側から回転軸４の軸
心と略直交する排出路８が穿設されている。この排出路
８は、中途で２つに枝分かれしており、一方の枝分かれ
部８２はベーン５の一端面５ｂに開口し、他方の枝分か
れ部８３はベーン５の他端面５ｃに開口している。な
お、ベーン５の先端面５ａに排出路８の他端８１ｂが開
口しているが、これは、一端８１ａを粘性液体流入路４
２ｂに開口する際に、製作作業の容易性から、通常、先
端面５ａ側から穿設作業を行うために開口してしまうも
のであり、一端８１ａと枝分かれ部８２，８３とが連通
していれば、排出路８の機能上、先端面５ａに開口して
いる必要はない。このため、本実施の形態では他端８１
ｂを鋼球８４により常時閉塞している。

【００１９】排出路８を形成する各枝分かれ部８２，８
３は、より詳細には、図３及び図７に示すように、いず
れも、一端８１ａと連通する側に小径部８２ａ，８３ａ
を有し、開口端８２ｃ，８３ｃ側に大径部８２ｂ，８３
ｂを有していると共に、各開口端８２ｃ，８３ｃを開閉
するための排出制御弁９がそれぞれ配設されている。排
出制御弁９の構造は制限されるものではないが、本実施
の形態では、各枝分かれ部８２，８３の大径部８２ｂ，
８３ｂ内に配設され、小径部８２ａ，８３ａの径よりも
大きく、大径部８２ｂ，８３ｂの径よりも小さな径の鋼
球９１と、この鋼球９１の脱落を防止するために開口端
８２ｃ，８３ｃに装着される止めネジ付きの押さえプレ
ート９２とを有して構成される。すなわち、排出路８の
一端８１ａから粘性液体が侵入して枝分かれ部８２，８
３を通過しようとすると、鋼球９１を開口端８２ｃ，８
３ｃ方向に押圧して開弁作動させる構造である。

【００２０】本実施の形態にかかる緩衝装置は次のよう
に作用する。図３において矢印Ｘ方向に回転軸４が回動
する場合、ロータリーダンパ１においては、液体室３内
の粘性液体のうち、ベーン５の一端面５ｂ側の粘性液体
が押圧されるため、該ベーン５の一端面５ｂに開口する
排出路８の枝分かれ部８２に設けられた排出制御弁９の
鋼球９１がその小径部８２ａに圧接され、該枝分かれ部
８２を閉塞する。矢印Ｘ方向に回動するに従って、粘性
液体はベーン５により押圧されて固定隔壁２１に設けら
れたオリフィス２４ｃを通過し液体室３のうち非押圧側
の液体室３２に流入する。これにより、動圧抵抗が発揮
され、回転軸３に連結された制御対象物の回転動作が遅
動せしめられる。本実施の形態のロータリーダンパ１
は、いわゆる両方向ダンパであるため、逆方向、すなわ
ち、図３において矢印Ｙ方向に回動する際も、基本的に
は同様の動作をする。

【００２１】一方、渦巻きバネ１００，１０１は、中心
側端部１００ａ，１０１ａ側が回転軸４が矢印Ｘ方向に
回動すると一緒に巻き込まれるため、その際にバネの弾
発力により逆方向への抵抗力が発生する。従って、この
抵抗力も付加されるため、回転軸４の回転動作は、ロー
タリーダンパ１を単独で用いた場合よりも大きくなる。
これに対し、回転軸４が矢印Ｙ方向に回動する場合に
は、巻き込まれていた中心側端部１００ａ，１０１ａが
弾発力により復帰しようとするため、矢印Ｘ方向に回動
する場合よりもバネ抵抗のない分、スムースに回動す
る。

【００２２】このようにして、ロータリーダンパ１を使
用していると、粘性液体が押圧されることにより第１の
ケースカバーと回転軸４を構成するシャフトカバー４２
の凹部４２ｃとの僅かな隙間に粘性液体が侵入する。ま
た、ベーン５による押圧力だけでなく、使用により液体
室３内が高温になった場合にも、粘性液体が膨張するた
め、その体積膨張分が同様にこの隙間に侵入する。この
隙間に侵入した粘性液体は、さらに、シャフトカバー４
２に形成された粘性液体流入出路４２ｂ内に侵入し、本
体ケース２の他端開口部２７を通じてアキュムレータ室
６内に侵入する。そして、アキュムレータ室６内に侵入
する粘性液体の量が所定以上になることにより、該アキ
ュムレータ室６内の圧力が所定以上になると、排出制御
弁９の鋼球９１を排出路８の一端８１ａ側から押圧する
ことになるため、排出路８のいずれかの枝分かれ部８
２，８３が開口する。このため、アキュムレータ室６内
の粘性液体は粘性液体流入出路４２ｂ及び排出路８を通
じて、枝分かれ部８２，８３のいずれかの開口端８２
ｃ，８３ｃから液体室３内に流出する。従って、本実施
の形態のロータリーダンパ１を使用した場合には、アキ
ュムレータ室６内の圧力が一定以上になることはないと
いう利点を有する。

【００２３】特に、本実施の形態の場合には、上記した
ようにいわゆる両方向型のダンパを採用している。従っ
て、図３において、回転軸４が矢印Ｘ方向に回転し、ベ
ーン５による押圧側の液体室３１内の圧力が高くなる
と、非押圧側の液体室３２内は負圧になる。このため、
非押圧側の液体室３２内に開口している排出路８の枝分
かれ部８３の開口端８３ｃに配設されている排出制御弁
９は、鋼球９１が開口端８３ｃ側に移動し、この時点で
開弁し、アキュムレータ室６内の粘性液体が、粘性液体
流入出路４２ｂを逆流し、排出路８を通じて枝分かれ部
８３の開口端８３ｃから非押圧側の液体室３２内に流出
し、充填される。従って、従来、両方向型のダンパにお
いて、ベーン５を一方向（例えば、図３上Ｘ方向）に回
動した後、逆方向（例えば、図３上Ｙ方向）に回転する
際に生じていた遊びがほとんどなくなる。

【００２４】一方、渦巻きバネの抵抗力を調整する場合
には、同じバネ定数の渦巻きバネを１種類用意しただけ
でも、配設数の調整により種々の抵抗力とすることがで
きる。例えば、渦巻きバネの発生する抵抗力を強くする
場合には、配設する渦巻きバネの個数を増せばよい。こ
の際、増設した渦巻きバネの中心側端部は、回転軸４に
形成された長溝４１ｄの余っている部分に並列的に挿入
し、外周側端部は既に配設済みの渦巻きバネの外周側端
部が係合されていない突起１０に係合させればよい。こ
れにより、突起１０への負荷集中を回避しつつ、抵抗力
をアップすることができる。

【００２５】なお、上記実施の形態では、ロータリーダ
ンパ１において、排出路８を回転軸４に形成しているが
これに限定されるものではなく、例えば、本体ケース２
の壁部内に設けるようにしてもよい。また、上記実施の
形態では、固定隔壁２１及び回転軸４のベーン５とも１
つずつ設けた例を示しているが、所定角度毎に複数設け
るようにしてもよい。さらに、上記実施の形態は、いわ
ゆる両方向型のダンパの例であるが、一方向型のダンパ
としてもよいことはもちろんである。但し、この場合、
上記実施の形態において、液体室３の押圧側と非押圧側
の両方に開口している排出路８の開口端８２ｃ，８３ｃ
は、押圧側のみに設けるようにする必要がある。

【００２６】また、ロータリーダンパとしては、図８に
示したような粘性抵抗を利用するものを用いることがで
きる。このロータリーダンパ１５は、本体ケース１６内
に対向面に相互に噛み合う突条部を形成した固定ロータ
１７と可動ロータ１８を配設し、固定ロータ１７と可動
ロータ１８間に粘性液体を充填したものである。なお、
中央部には可動ロータ１８に連結されて図示しない回転
軸が装填される。また、この本体ケース１６のいずれか
の部位に渦巻きバネの外周側端部を係合させる突起状の
係合部を設け、上記した実施の形態と同様に渦巻きバネ
を配設することはもちろんである。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の緩衝装置によれば、ロー
タリーダンパに対してバネ部材を複数併設可能であるた
め、該バネ部材の配設数の調整により、バネ部材が発生
する抵抗力（トルク）を容易に可変することができる。
請求項２記載の発明では、渦巻きバネの外周側端部を係
合する係合部が複数設けられているため、渦巻きバネを
複数配設した場合でも、各渦巻きバネの外周側端部を異
なる係合部に係合させることができ、負荷集中による係
合部の折損事故を従来よりも少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の緩衝装置の一の実施の形態を示す平面
図である。

【図２】図１のＡ−Ｏ−Ｂ線断面図である。

【図３】上記実施の形態で用いたロータリーダンパを示
す図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

【図４】上記実施の形態で用いた回転軸のシャフトカバ
ーを示す斜視図である。

【図５】上記実施の形態で用いた回転軸のシャフトカバ
ーを示す平面図である。

【図６】図５のＤ−Ｄ線断面図である。

【図７】図６のＥ−Ｅ線断面図である。

【図８】ロータリーダンパの他の例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ロータリーダンパ ２ 本体ケース ３ 液体室 ４ 回転軸 ５ ベーン ６ アキュムレータ室 ７ アキュムレータ ８ 排出路 ９ 排出制御弁 １０ 突起 １００ 渦巻きバネ １０１ 渦巻きバネ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に連結される制御対象物の少なく
   とも一方向への回転動作を遅動させるロータリーダンパ
   と、開閉体を常態において他方向へ付勢するバネ部材と
   を有して構成される緩衝装置において、 前記バネ部材が少なくとも一つの渦巻きバネからなり、
   前記回転軸には、回転軸の長手方向に沿って、該渦巻き
   バネを複数使用した場合に、各渦巻きバネの中心側端部
   を長手方向に並列挿入できる長さの長溝が設けられ、前
   記ロータリーダンパの本体側には、渦巻きバネの外周側
   端部を係合する係合部が１以上設けられていることを特
   徴とする緩衝装置。
2. 【請求項２】 前記ロータリーダンパの本体側に、渦巻
   きバネの外周側端部を係合する係合部が複数設けられて
   いる請求項１記載の緩衝装置。