WO1993001425A1 - Mecanisme d'amortissement - Google Patents

Description

明 細 書

ダ ン パ 機 構

[技 術 の 分 野]

本発明は粘性の高い作動油の圧力抵抗を利用して緩衝 作用を起こさせるためのダンパ機構に関する。

[背 景 技 術]

作動油を緩衝媒体と して用いるダンパ機構に関して、 図 5 に例示するものが知られている。

図 5 に例示したダンパ機構は、 シ リ ンダ a と、 シ リ ン ダ a内の軸心部に配置された羽根軸 b と、 羽根軸 bの外 周に取りつけられてシ リ ンダ aの内壁面を摺動する羽根 c と、 羽根軸 bを回転自在に保持するための上部固定軸 受 （図示せず） および下部固定軸受 （図示せず） と、 羽 根 cの外側に固定された固定羽根 g と、 固定羽根 gの通 通油孔 hに取りつけられた逆止弁 i とを備え、 かつ、 シ リ ンダ aの内部空間 dが羽根 cを介して二つの室 A、 B に仕切られ、 これら各室 A、 B内に作動油 eが充填され たものである。

図 5のダンパ機構において、 シ リ ンダ aの内壁面 a ' と羽根 c との間に大きなギャ ップが介在している と、 羽 根軸 bが回転したと き、 そのギャ ップから漏れる作動油 eの量が多く な り 、 ダンパ性能が低下する。 その反面、 ギャ ッ プが全く ないと、 シ リ ンダ a内における羽根 cの 円滑な動きが損なわれる。

したがって、 この種のダンパ機構においては、 作動油 eの漏れの防止と羽根 cの円滑な動き とを両立させるこ とが要求される。

かかる要求を満足させるために、 前記公知例のダンパ 機構においては、 シ リ ンダ aの内壁面 a ' 、 羽根軸 b 、 羽根 cなどの金属部品、 金属部材を精密に加工し、 これ らを精密に組み立てるなど、 既述のギヤ ップをできるだ け小さ く するよ うな技術的配慮が施されている。

このよ う な対策は、 自明のとお り、 金属部品、 金属部 材の加工難度、 組立難度を高めるこ と となる。

その他、 前記公知例のダンバ機構は、 羽根 cの摺動に と もなう シ リ ンダ aの内壁面 a ' 、 羽根 cの摩耗が避け られないから、 長期にわた り、 安定した性能を確保する こ とができず、 耐久性も乏しい。

上記と異なる対策と して、 ゴムのごとき可撓性材料か らなるライニング材：？、 シール材を羽根 cに施して、 作 動油 eの漏れを防止する技術が提案されている。

この提案例による と き、 ライニング材で、 シール材の 介在によ り 、 前記金属部品、 金属部材の加工難度、 組立 難度を緩和するこ とができる。

しかし、 この提案例にしたがい、 たとえば、 シ リ ンダ aの内壁面 a ' を粗く 仕上げた場合、 その内壁面 a ' に 接触する羽根 cのライ ニング材 f 、 シール材などが早期 に摩耗する。

したがって、 この提案例をしても、 ダンパ機構の長期 安定性、 耐久性を満足に確保するこ とができない。 これ以外にも、 図 5 に示したよ うなダンバ機構は、 シ リ ンダ a内の固定羽根 gに通油孔 hを形成し、 通油孔 h に逆止弁 i を備えつけるこ とが要求されるので、 その分 だけコス ト高になる。

[発 明 の 開 示]

本発明はこのよ う な技術的課題に鑑み、 長期安定性、 耐久性、 構造上の経済性を確保するこ とのできるダンパ 機構を提供しょ う とするもの.である。

本発明に係るダンパ機構は、 所期の目的を ¾成するた めに、 シ リ ンダと可動軸と可動弁とを含んでいるこ と、 および、 可動弁が可動軸の長さ方向沿いに配置されて可 動軸の外周面に揺動自在に取りつけられているこ と、 お よび、 可動弁を備えた可動軸がシ リ ンダ内に挿入されて これらシ リ ンダと可動軸とが相対回転可能に組み合わさ れているこ と、 および、 可動弁の先端と シ リ ンダの内壁 面とが接触自在に対応していて、 シ リ ンダ内壁面と可動 軸外周面との間に可動弁を利用 した逆止弁部が形成され ているこ と、 および、 シ リ ンダ内壁面と可動軸外周面と の間に、 これらの長さ方向に沿う仕切り部が形成されて いるこ と、 および、 逆止弁部と仕切り部とを介して、 シ リ ンダの内部空間が相対的に容積変化する複数の容積可 変室に区画され、 かつ、 容積可変室相互がこれらの境界 部に形成された通油路を介して連通しているこ と、 およ び、 これら容積可変室內に作動油が充填されているこ と を特徴とする。 上記において、 可動弁は、 たとえば、 フラ ップ形状を 有し、 バルブホルダを介して可動軸の外周面に揺動自在 に取りつけられる。

上記において、 仕切り部は、 たとえば、 シリ ンダの内 壁面側から可動軸の外周面側に向けて突出するブロ ッ ク 形状の仕切 り部材によ り形成される。

仕切 り部材は、 シ リ ンダ内壁面に固定される場合と、 シ リ ンダ内壁面と可動軸外周面との間を移動できる場合 とがある。

仕切 り部材がシ リ ンダ内壁面と可動軸外周面との間を 移動するこ とができる場合、 仕切り部材は、 シリ ンダの 壁に形成された案内凹部によ り保持され、 たとえば、 ネ ジ送り手段を介して、 可動軸の外周面側へ押し出し、 ま たは、 シ リ ンダの内壁面側へ引きこむこ とができる。

このような調整型の仕切 り部材による と き、 仕切り部 材の先端面と可動軸外周面との間に容積可変室相互の通 油路を形成するこ とができ、 その通油路の流路面積を調 整するこ とができる。

さ らに、 このような調整型の仕切り部材を介して、 シ リ ンダ内壁面と可動軸外周面との間を遮断するこ と もで きる。

容積可変室相互の通油路は、 仕切り部材自身に形成さ れた り、 可動弁に形成されるこ と もある。

このよ う な場合、 仕切り部材または可動弁に、 通油路 用の貫通孔が設けられる。 かかる通油路は、 仕切 り部材側、 可動弁側にそれぞれ 形成されるこ と もある。

このよ う な場合、 可動弁側の通油路が、 仕切り部材側 の通油路ょ り も小さ く 形成される。

通油路は、 通常、 オ リ フ ィ スのよ うな狭い通路からな る。

その他、 シ リ ンダ内には、 複数対の逆止弁部と仕切り 部とが、 前記と同じ態様、 あるいは、 前記に準じた態様 で設けられるこ とがある。

このよ うな場合、 シ リ ンダの内部空間は、 四つ以上の 容積可変室に区画される。

本発明に係るダンパ機構において、 可動軸に時計回 り 方向または反時計回 り方向の外力が伝えられ、 可動軸が 外力の伝達された方向へ回転する と き、 可動軸に組みつ けられた可動弁も これと同一の方向へ回転する。

可動弁は、 前述したよ う に、 その先端がシ リ ンダの内 壁面と接触自在に対応していて、 シ リ ンダ内に逆止弁部 を形成している。

可動弁を主体にした逆止弁部は、 シリ ンダ内の各容積 可変室を区画している と と もに、 可動軸の回転にと もな ぃシ リ ンダの内壁面沿いに変位する。

したがって、 可動軸の回転にと もなって逆止弁部が上 記のごと く 変位する と き、 シ リ ンダ内における各容積可 変室の容積が相対的に変化し、 この容積変化にと もなう 作動油の流動性、 圧力抵抗によ り、 逆止弁部が開閉され る。

この動作を説明するために、 可動軸が反時計回 り方向 へ回転する と きに逆止弁部が開放され、 可動軸が時計回 り方向へ回転する と きに逆止弁部が閉鎖されるダンパ機 構を参照する。

上記において、 可動軸が反時計回り方向へ回転する と き、 逆止弁部の主体である可動弁は、 これを閉じるため の支えがないので、 作動油の抵抗を受けてシ リ ンダの内 壁面から遊離する方向へ移動する。 すなわち、 逆止弁部 が開放される。

逆止弁部が開放される と、 一方の容積可変室から他方 の容積可変室へと作動油が円滑に流れこむので、 緩衝作 用は起こ らず、 可動軸が反時計回 り方向へ円滑に回転す る。

上記において、 可動軸が時計回 り方向へ回転する と き、 逆止弁部の主体である可動弁は、 作動油の抵抗を受 けてシ リ ンダの内壁面に接触する。 すなわち、 逆止弁部 が閉鎖される。

逆止弁部が閉鎖される と、 この部所での作動油の流れ が遮断されるので、 可動軸が時計回り方向へ回転するに したがい、 一方の容積可変室内が可動弁によ り漸次圧縮 され、 これと相対的に、 他方の容積可変室内が漸次吸引 される。

このとき、 容積可変室相互にわたる作動油の流通が全 く ないとする と、 可動軸は停止するが、 圧縮側の容積可 変室内にある作動油が、 オ リ フ ィ ス状の狭い通油路から 吸引側の容積可変室へと逃がされるので、 この油の逃が し量に応じて、 可動軸は時計回 り方向へゆるやかに回転 する。

したがって、 本発明に係るダンパ機構の場合、 可動軸 が時計回 り方向へ回転する と きに、 所定の緩衝作用を呈 する。

以上に述べた緩衝作用は、 一方の容積可変室内にある 作動油が圧縮されるよ う に、 シ リ ンダを固定して可動軸 を回転させても、 または、 可動軸を固定してシ リ ンダを 回転させても、 さ らには、 シ リ ンダと可動軸とを互いに 異なる方向へ同時回転させても、 同様に起こる。

[ 図面の簡単な説明 ] 図 1 は本発明に係るダンパ機構の一実施例を示した横 断面図、 図 2 は図 1 の A— A線に沿う縦断面図、 図 3は 本発明のダンパ機構における仕切り部材の斜視図、 図 4 は本発明に係るダンパ機構の使用例を示した側面図、 図 5は従来のダンパ機構を例示した横断面図である。

[発明を実施するための最良の形態] 本発明に係るダンパ機構の実施例について、 図面を参 照して説明する。

図 1 〜図 3 において、 1 はシ リ ンダ、 2 は可動軸、 3 は軸受、 4は止ネジ、 5は軸受、 6 、 7は 0 リ ング、 8 はバルブホルダ、 9 は可動弁、 1 0は作動油、 1 1 は仕 切 り部材、 1 2 は調節ネジ、 1 3 は案内凹部、 1 4はネ ジ孔、 1 5 は 0 リ ング、 1 6 は通油路、 1 7はアーム、 1 8は角度調節ネジ、 1 9 は取付金具、 3 1 、 3 2は容 積可変室をそれぞれ示す。

シ リ ンダ 1 は、 一端内周に雌ネジ部 1 bを有し、 他端 に閉蓋部 1 dを有する筒体 1 a と、 雌ネジ部 l bに対応 した雄ネジ部 （符号なし） を上端外周に有する蓋体 1 c との組み合わせからなる。

筒体 1 aの閉蓋部 1 dには軸孔 1 e、 凹部 1 g、 シー ル座部 1 i がそれぞれ形成されてお り、 蓋体 1 cにも軸 孔 1 f 、 凹部 1 h、 シール座部 1 j が形成されている。

さ らに、 筒体 1 aの厚い壁の部分には、 内壁面 1 k側 に案内凹部 1 3が形成され、 かつ、 案内凹部 1 3から外 壁面に向けてネジ孔 1 4が形成されている。

可動軸 2 は、 一端にスプライ ン嵌合部 2 b、 他端にセ レーショ'ン軸部 2 f を有する内軸 2 a と、 内軸 2 aの外 周においてスプライ ン嵌合部 2 bに嚙み合わされた外軸 2 c との組み合わせからなる。

内軸 2 aの上端部外周に被せられたキャ ップ型の軸受 3 は、 スプライ ン嵌合部 2 b と相互に嚙み合い、 かつ、 止ネジ 4を介して内軸 2 aの上端部に固定されている。

筒状をなす外軸 2 cの周壁 2 e には、 外側面が湾曲状 に凹んだ保持部 8 aをもつバルブホルダ 8が取りつけら れている。

可動弁 9 は、 その基端部に円柱状の軸部 9 a有するフ ラ ップ形状からなる。 可動弁 9の軸部 9 aは、 バルブホルダ 8の保持部 8 a 内に嵌めこまれる。

仕切 り部材 1 1 は、 図 3 に明示するブロ ッ ク形状から なる。

仕切 り部材 1 1 の内部には、 その一端から長さ方向の ほぼ中間部にわたって、 相対的に幅の広い係合溝 1 l b が形成されてお り、 同じ く 、 仕切 り部材 1 1 の裏面側に は、 係合溝 1 1 b と相互に連通する相対的に幅の狭い係 合溝 1 1 aが形成されている。

仕切 り部材 1 1 と相互に組み合わされる調節ネジ 1 2 には、 長さ方向の一端側に、 係合溝 1 1 a内に嵌めこま れる首部 1 2 aが形成されている と と もに、 首部 1 2 a の先端に、 係合溝 1 1 b内に嵌めこまれる頭部 1 2 bが 形成されている。

上述した各部品、 各部材を用いてダンパ機構を組み立 てる と き、 一例と して、 以下のよ う になる。

はじめの組立段階では、 内軸 2 aの下端部が、 軸受 5 を介在して筒体 1 aの軸孔 1 e 内に嵌めこ まれ、 外軸 2 cの下端部が、 筒体 1 aのシール座部 1 i に 0 リ ング 6 を介在して凹部 l g内に嵌めこまれる。

すなわち、 可動軸 2がシ リ ンダ 1 内にセ ッ 卜 される。 その後、 可動弁 9の軸部 9 aがバルブホルダ 8の保持 部 8 a内に嵌めこまれる。

かく て、 可動軸 2の外周に揺動自在に備えつけられた 可動弁 9 は、 シ リ ンダ 1 (筒体 1 a ) の内壁面 1 k と接 触自在に対応し、 シ リ ンダ内壁面と可動軸外周面との間 に逆止弁部 9 dを形成する。

図 1 において、 可動軸 2が反時計回 り方向 （矢印 c方 向） へ回転する と き、 逆止弁部 9 dは開放され、 可動軸 2が時計回 り方向 （矢印 d方向） へ回転すると き、 逆止 弁部 9 dは閉鎖される。

つぎなる組立段階では、 0 リ ング 1 5を保持した調節 ネジ 1 2が筒体 1 aのネジ孔 1 4内にねじ こ まれる。

こ う して筒体 1 aに組みつけられた調節ネジ 1 2は、 その首部 1 2 a、 頭部 1 2 bが筒体 l aの案内凹部 1 3 内に突き出る。

その後、 仕切り部材 1 1 が筒体 l aの案内凹部 1 3内 に嵌めこまれたと き、 仕切り部材 1 1 の係合溝 1 1 a、 1 l b と、 調節ネジ 1 2の首部 1 2 a、 頭部 1 2 b と力 それぞれ相対係合する。

かく て、 シ リ ンダ 1 内には、 仕切り部材 1 1 による仕 切 り部 1 1 cが形成される。

さらに、 仕切り部材 1 1 は、 シリ ンダ 1 内において可 動軸 2の外周面 （外軸 2 cの外周面） に近接していて、 仕切 り部材 1 1 の先端面と外軸 2 cの外周面との間に狭 い通油路 1 6をも形成する。

仕切り部材 1 1 は、 調節ネジ 1 2 を操作するこ とによ り、 図 2 の矢印方向へ移動させるこ とができ、 このよ う な調節によ り、 通油路 1 6の間隙を大き く した り小さ く するこ とができる。 さ らに、 逆止弁部 9 d と仕切 り部 1 1 cは、 シリ ンダ 1 の内部空間を二つの容積可変室 3 1 、 3 2 に区画して お り 、 通油路 1 6力 これら容積可変室 3 1 、 3 2 を相 互に連通している。

この組立段階において、 各容積可変室 3 1 、 3 2 には 作動油 1 0がそれぞれ充填される。

最後の組立段階では、 シール座部 1 i にて 0 リ ング 7 を保持した蓋体 1 cが筒体 1 aの開口部に施され、 これ ら筒体 1 a、 蓋体 1 cが、 雌ネジ部 1 b と雄ネジ部 （符 号なし） とを介して気密に閉じ合わされる。

このと き、 軸受 3 を保持した内軸 2 aの上端部が蓋体 1 cの軸孔 1 f 内に嵌ま り こみ、 外軸 2 cの上端部が蓋 体 l cの凹部 l h内に嵌ま り こむ。

その他、 アーム 1 7は、 角度調節ネジ 1 8を介してシ リ ンダ 1 (筒体 1 a ) の外側部に取りつけられ、 取付金 具 1 9 は、 シ リ ンダ 1 (筒体 1 a ) 外に突出した可動軸 2 (内軸 2 a ) のセ レ一シ ヨ ン軸部 2 f に取りつけられ る。

本発明に係るダンパ機構の各部品、 各部材は、 シール 用の部品を除いて、 金属および Zまたは硬質合成樹脂か らな り、 シール用の部品は、 周知のゴム、 合成樹脂から なる。

さらに、 作動油 1 0は、 粘性流体 （油） 、 油に類した 粘弾性流体等からな り 、 これの具体例と して、 シ リ コー ン油、 グリ ース、 高分子粘性物質などをあげるこ とがで きる。

本発明に係るダンパ機構の他の実施例と して、 つぎの よ う な態様も採用するこ とができる。

その一つは、 仕切 り部材 1 1 がシ リ ンダ 1 内壁面 1 k に固定されるこ とである。

このよ うな場合、 可動弁 9 または仕切り部材 1 1 に通 油路 1 6用の貫通孔が設けられる。

他の一つは、 通油路 1 6力 可動弁 9側、 仕切 り部材 1 1 側のそれぞれに形成されるこ とである。

このよ う な場合、 可動弁 9側の通油路が、 仕切り部材

1 1 側の通油路よ り も小さ く形成される。

さ らに、 他の一つは、 シリ ンダ 1 内には、 複数対の逆 止弁部 9 d と仕切り部 1 1 c と力 前記と同じ態様、 あ るいは、 前記に準じた態様で設けられるこ とである。

このよ う な場合、 シ リ ンダ 1 の内部空間は、 四つ以上 の容積可変室に区画される。

図 4は本発明に係るダンパ機構を上開き式の扉 （また は蓋） に適用 した例を示している。

図 4において、 アーム 2 2 は、 シ リ ンダ 1 に固定され たアーム 1 7 と屈伸自在に連結され、 そのアーム 2 2の 先端に取付金具 2 3 に枢着されている。

図 4 に例示したキャ ビネッ ト 2 0 には、 その扉開口部 2 1 に、 ヒ ンジ 2 4を介して扉 2 5が開閉自在に取りつ けられている。

このキャ ビネ ッ 卜 2 0 において、 一方の取付金具 1 9 は、 ビスを介して扉開口部 2 1 の内面に取りつけられ、 他方の取付金具 2 3 は、 ビスを介して扉 2 5の内面に取 りつけられる。

かく て、 アーム 1 7、 2 2 とその他を含むダンパ機構 は、 キャ ビネ ッ ト 2 0 における扉開口部 2 1 と扉 2 5 と の間にエルボのよ う に介在する。

図 4のキャビネ ッ ト 2 0 において、 扉 2 5が実線の閉 扉状態から仮想線の開扉状態へと操作される と、 取付金 具 1 9 を介して扉開口部 2 1 に固定されている可動軸 2 に対し、 シ リ ンダ 1 が両アーム 1 7 、 2 2 を介して図 4 の矢印 b ' 方向へ回転する。

この回転にと もない、 逆止弁部 9 dが既述の開放状態 にな り、 容積可変室 3 2 内にある作動油 1 0が容積可変 室 3 1 へとスムーズに流れこむので、 扉 2 5は殆ど作動 油 1 0の抵抗を受けるこ とな く 開かれる。

図 4のキャ ビネ ッ ト 2 0 において、 扉 2 5が仮想線の 開扉状態から実線の閉扉状態へと操作される と、 前記と は逆に、 シ リ ンダ 1 が図 4の矢印 a ' 方向へ回転する。

この回転にと もない、 逆止弁部 9 dが既述の閉鎖状態 にな り、 容積可変室 3 1 内が可動弁 9 によ り圧縮され、 これと相対的に、 容積可変室 3 2 内が吸引される。

この状態のと き、 圧縮側の容積可変室 3 1 内にある作 動油 1 0が通油路 1 6 を経て吸引側の容積可変室 3 2へ 逃がされるので、 可動軸 2 はゆるやかに回転し、 扉 2 5 もゆるやかに閉じ られる。 これら可動軸 2 、 扉 2 5の動作速度は、 通油路 1 6を 流通する作動油 1 0の流量によ り決定される。

したがって、 調節ネジ 1 2 を介して仕切り部材 1 1 を 可動軸 2 の外周面に対して接近または離遠させるこ と、 すなわち、 通油路 1 6 の隙間を調整するこ と によ り 、 扉 2 5の閉じる速度を任意に設定するこ とができる。

このよう な緩衝機能を有する本発明のダンパ機構は、 正逆回転する構造を含む各種の機器、 器具、 道具におい て、 正逆回転のう ちの一方向の回転を通常どお り に行な わせ、 他方向の回転を制御するために用いるこ とができ る。

[産業上の利用可能性] 本発明に係るダンパ機構は、 シリ ンダの内部に、 可動 軸が内装され、 かつ、 逆止弁部、 仕切り部、 通油路が設 けられただけの簡潔な構成を有し、 これら逆止弁部、 仕 切り部によ り 区画されたシ リ ンダ内の各容積可変室内に 作動油が充填されている。

本発明に係るダンパ機構は、 可動軸が所定の一方向へ に回転する と きに、 これの動きを抑制する緩衝作用が生 じる。

上記において、 シ リ ンダの内壁面と接触摩擦を起こす のは、 逆止弁部の主体である可動弁だけであ り、 他の部 品、 部材は、 このよ うな摩擦を殆ど起こさない。

可動弁がシ リ ンダの内壁面と接触するのは、 ダンパ機 構が緩衝作用を奏する時に限られ、 しかも、 可動弁と シ リ ンダとがゆるやかに擦れ合うので、 これら両者の摩耗 が起こ りがたい。

さ らに、 可動弁が、 作動油を操作する羽根と作動油の 流れを制御する逆止弁とを兼ねるので、 部品数を削減す る上でも望ま しい。

ゆえに、 本発明に係るダンパ機構は、 長期安定性、 耐 久性、 構造上の経済性を確保するこ とができ、 このよう なダンパ機構を必要とする機器、 器具、 道具にと って、 有用かつ有益なものとなる。

Claims

請 求 の 範 囲

. シ リ ンダと可動軸と可動弁とを含んでいるこ と、 お よび、 可動弁が可動軸の長さ方向沿いに配置されて可 動軸の外周面に揺動自在に取りつけられているこ と、 および、 可動弁を備えた可動軸がシリ ンダ内に揷入さ れてこれらシ リ ンダと可動軸とが相対回転可能に組み 合わされているこ と、 および、 可動弁の先端と シ リ ン ダの内壁面とが接触自在に対応していて、 シ リ ンダ内 壁面と可動軸外周面との間に可動弁を利用した逆止弁 部が形成されているこ と、 および、 シ リ ンダ内壁面と 可動軸外周面との間に、 これらの長さ方向に沿う仕切 り部が形成されているこ と、 および、 逆止弁部と仕切 り部とを介して、 シリ ンダの内部空間が相対的に容積 変化する複数の容積可変室に区画され、 かつ、 容積可 変室相互がこれらの境界部に形成された通油路を介し て連通しているこ と、 および、 これら容積可変室内に 作動油が充填されている こ と を特徴とする ダンパ機 . シ リ ンダの内部空間が、 一対以上の逆止弁部と仕切 り部とを介して二つ以上の容積可変室に区画されてい る請求の範囲 1記載のダンバ機構。

. フラ ップ形状の可動弁が、 バルブホルダを介して可 動軸の外周面に揺動自在に取りつけられている請求の 範囲 1 記載のダンパ機構。

. 仕切り部が、 シ リ ンダの内壁面側から可動軸の外周 面側に向けて突出するブロ ッ ク形状の仕切り部材によ り 形成されている請求の範囲 1 記載のダンパ機構。

5 . 仕切り部材が、 シ リ ンダ内壁面と可動軸外周面との 間を移動できるよ う に、 シ リ ンダ内壁面に備えつけら れている請求の範囲 4記載のダンパ機構。

6 - 容積可変室相互の通油路が、 シ リ ンダ内壁面と仕切 り部材先端面との間に形成されている請求の範囲 4 ま たは 5記載のダンパ機構。