JP4136570B2 - ダンパー装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作動油を用いることにより一回動方向への外力に対する抵抗力を得るようにして、当該抵抗力による緩衝作用、即ち、制動力を発揮させるようにし、かつ、逆回動方向に対しては、可及的に小さな抵抗力ですむようにした各種の用途に供し得るダンパー機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、温水洗浄装置は清潔かつ衛生的であるので広く使用されるようになってきている。この温水洗浄装置の便蓋や便座などを開閉するときに便器に当たり衝撃を発するため、一部の温水洗浄装置には回動軸とともにダンパー装置を用いて衝撃を抑制することが試みられている。
従来、この種のダンパー装置には図１３に示すような構成のものがあった。以下その構成について図面を参照しながら説明する。図１３に示すように、ダンパー装置１００はシリンダー１０２、回転軸１０３、逆止弁１０４等によって構成され、シリンダー１０２はその内壁に仕切壁１０２ａを有し、内部には回転軸１０３が貫通し、回転軸１０３と仕切壁１０２ａとによって二分割された室１０５内にオイルが充填されている。回転軸１０３は放射状に突出した翼部１０６を有し、逆止弁１０４と翼部１０６とによって室１０５を加圧室１０５ａと減圧室１０５ｂとにさらに二分割している。また翼部１０６は加圧室１０５ａと減圧室１０５ｂとを連通させる連通路１０７を有し、逆止弁１０４はその外面がシリンダー１０２の内周面に接し、その内面が翼部１０６を囲んでおり、減圧室１０５ｂ側に制御口１０８を設け、翼部１０６の連通路１０７とともに加圧室１０５ａと減圧室１０５ｂとを連通させている。なお図１４における１０９はＯリング、１１０はシリンダー１０２の先端を封止するためのキャップを示す。そして、回転軸１０３が回動して翼部１０６と逆止弁１０４との相互位置が変化し、逆止弁１０４が加圧室１０５ａから減圧室１０５ｂへ流れるオイル量を制御して回動速度を抑制するものである。
図１４に示すように、ダンパー装置１００は便器上に設置された洗浄装置本体１１２に固定するとともに、便座１１３および便蓋１１４とは個々のダンパー装置１００の回転軸１０３を介して結合している。そして、使用者が便座１１３または便蓋１１４を開放するときに、上方に持ち上げて開放したり閉止する場合には、便座１１３または便蓋１１４を軽く手前に引くと、ダンパー装置１００の作用によって急激な回動速度を抑制しつつ閉止するものである。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２９６２６７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、生産バラツキによってシリンダーと回転軸の間には軸線方向に隙間が形成されるため、この隙間をオイルが通過するために粘性流体速度をコントロールできず、緩閉止時間がばらついて閉止動作が安定しなかった。
このような課題を解決するために、たとえば軸線方向のバラツキに対して、回転軸をシリンダーに押し付けて隙間をなくす調節機構を設けたものがある。
しかしこの方法では、開閉回数を重ねると、接触部分が磨耗して摩擦力が低下するため、緩閉止時間が初期よりもかなり短くなり、ついには緩閉止動作しなくなる恐れがある。
さらに、閉止動作時には翼部が粘性流体を押し込むため、オイル室内には大きな内圧が発生し、弁体はシリンダー内周壁と翼部外周壁とで押さえつけられながら粘性流体の流れを遮断しようとするため、弁体が磨耗して、長期間の繰り返し開閉回数を重ねると初期の安定したソフト閉止動作を持続できなくなる恐れがあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用及び効果】
上記課題を解決するために本発明では、内部を軸方向に２分する仕切壁を有する円筒状のシリンダーと、該シリンダー内に回動自在に挿入配設される円柱状の回転軸と、該回転軸のシリンダーに対する相対的な回動によって、シリンダーの内周壁面を摺動可能で、該回転軸の外周にあってその径方向へ突設した翼部と、この翼部によりシリンダー内部が回転軸の軸線方向に仕切られる室と、該室に充填されるオイルと、該回転軸に対し回動不能に固定される回転体と、該回転体と前記翼部との間に設けられる逆止弁装置部とからなり、該逆止弁装置部における前記オイルの押圧力により前記回転軸及び回転体をそれぞれ前記軸線方向に移動させダンパー装置を構成したので、回転軸と回転体の間に設けられた逆止弁装置部の弁体がオイルから受ける圧力で回転軸及び回転体をシリンダーの端面壁側に押し付け、「生産バラツキ」によって生じた回転軸とシリンダー間の軸線方向の隙間を全て回転軸と回転体の隙間に集約させることができる。
それにより、「生産バラツキ」による回転軸とシリンダー間の軸線方向の隙間によって緩閉止時時間が変わることがなく、安定した緩閉止動作を得ることができる。
そのため、回転軸とシリンダーとの軸線方向の隙間を調節する機構は不要となり、コストダウンを図ることができる。
更に、弁体を回転軸とシリンダーとの間に配置した場合と比べ、摺動摩擦が発生しないため弁体の磨耗による性能劣化はほとんど発生しないため、開閉回数を重ねても安定した緩閉止動作を実現できる。
また、前記回転体の外周壁と前記シリンダー内周壁面間にＯリングを嵌装し、前記回転体の溝付近の回転体外周壁に逆止弁装置部を経由せずにＯリング側からオイルを他室へ逃がすためのバイパス溝を形成した場合には、座蓋等の自重トルクよりも大きな力を受けた際、このバイパス溝を通してＯリングを押しつぶすことでＯリングが変形して、Ｏリング溝の流路が押し広げられて、そのバイパス経路から粘性流体が流れ込んでいくことで、衝撃力によるダンパー装置の破壊を防ぐことができる。
また、前記シリンダー内周の仕切壁上方にエア抜き溝を形成した場合には、ダンパー室に粘性流体を封入する際、エア抜き溝を介してエアを外部に排出することが出来る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず図１乃至図６を用いて第１の実施例を説明する。図１は本発明の第１実施例のダンパー装置１の分解斜視図、図２は断面図、図３はダンパー室Ａ，Ｂを説明するための平視図、図４は逆止弁４０により連通路５２ａを遮断した際の部分拡大断面図、図５は逆止弁４０により連通路５２ａを開放した際の部分拡大断面図、図６は溝５２及び連通路５２ａを説明するための回転体５０の部分拡大斜視図である。
まず、図１を用いて、ダンパー装置１の構成部品を説明する。ダンパー装置１は、シリンダー２０、Ｏリング２９、回転軸３０、逆止弁装置部の弁体４０、回転体５０、Ｏリング５９、蓋６０及び永久磁石７０にて構成される。永久磁石７０はダンパー装置１近傍に設けられるホールＩＣにより回転軸３０の回転位置を検知するためのものであり、回転位置を検出する必要がない場合には省略される。
シリンダー２０は有底筒状に形成され、底部には回転軸３０の出力軸３１を回動自在に支持するための枢孔２１を設ける。またシリンダー内壁には底部側に仕切壁２２を形成すると共に開放端には雌ネジ部２３を形成する。
回転軸３０は略円柱状に形成され、先端に出力軸３１を形成し、中間部外周にその径方向へ突設した翼部３５を形成し、後端に連結軸３４を形成する。なお、出力軸３１には便座や便蓋等のヒンジピンを回動不能に固定するためのヒンジ孔３２を形成する。また、翼部３５後端には逆止弁体４０の一部を収納するための溝３３を形成する。更に出力軸３１の外周にはＯリング２９を収容するためのＯリング溝３６を設ける。
回転体５０は、シリンダー２０よりも僅かに小さい径の略円柱状に形成され、前端に連結軸３４と相似形状のヒンジ孔５１及び逆止弁体４０の一部を収納するための溝５２を形成し、外周にはＯリング５９を収容するためのＯリング溝５３を形成する。また、後端外周には永久磁石７０を挿通するための挿通孔５４を設ける。更に、回転体５０の前端面とＯリング溝５３とを連絡するバイパス溝５５を設ける。 蓋６０は有底筒状に形成され、シリンダー２０内に螺着するために、外周に雄ネジ部６１を形成する。蓋６０は、回転体５０を回転軸３０に当接させ、これら部材をシリンダー２０から抜け止めしている。また、後端面には組立用専用治具により把持するための把持孔６２を複数形成する。
【０００７】
次に図２及び図３を用いてダンパー装置１の構成を説明する。ダンパー装置１内部のＯリング２９とＯリング５９とで封止された回転軸３０周囲の仕切壁２２によって二分割されたダンパー室Ａ、Ｂ内にオイルが充填されている。翼部３５の端面に配された逆止弁体４０と、向かい合う面同士が接する翼部３５及び回転体５０とによって室Ａ（Ｂ）を加圧室Ａ１（Ｂ１）と減圧室Ａ２（Ｂ２）とにさらに二分割している。また溝５２には加圧室Ａ１と減圧室Ａ２とを連通させる連通路５２ａを有し、逆止弁４０は翼部３５及び回転体５０の溝３３、溝５２内を摺動可能に設けている。図４乃至図６に示すように溝３３は弁体４０の動作範囲を規定するために端部は弁体４０と略同一径で中間部分は直線で結んだ断面形状で且つ弁体４０と略同一長に形成する。溝５２に設ける連通路５２ａは一端を前記溝３３に相対する位置内に設け、他端を溝３３に相対する位置からはみ出す部分に設けている。
ここで、回転軸３０のシリンダー２０との相対的な回転運動により、ダンパー機構による制動力が作用することになるが、今、図１にあって矢印Ｒ方向へ回転軸３０が回動した際、後述する上記逆止弁体４０と溝３３，５２によって構成される装置部４０が閉止状態となり、これによりダンパーＯＮの状態となって、オイルに基づく制動力が発揮される。（図４参照）
すなわち、ダンパーＯＮの状態には、回転軸３０にあって、その一直径線上に延出している翼部３５が、図１の矢印Ｒ方向へ回動することになり、仕切壁２２との間の加圧室Ａ１、Ｂ１内のオイルが加圧されるので、オイルに押圧されて逆止弁４０は回転軸３０の回動方向とは逆の方向に移動し溝５２に凹設した連通路５２ａを閉塞する。この際逆止弁４０がオイルから受ける押圧力は溝３３、溝５２によって分解され、回転軸３０と回転体５０を軸線方向に押圧する。これにより、回転軸３０とシリンダー２０の底部との隙間が無くなる。よって、オイルは翼部３５とシリンダー２０間の僅かな隙間を介して減圧室Ａ２、Ｂ２へ若しくは仕切壁２２と回転軸３０との僅かな隙間を介して減圧室Ｂ２、Ａ２へ夫々移動する。
さらに、上記の回転軸３０につき、これを矢印Ｒ方向とは反対の方向に回動すれば、ダンパーＯＦＦの状態となる。ダンパーＯＦＦの状態には、逆止弁４０が連通路５２ａを開放するので、オイルは連通路５２ａを介して減圧室Ａ２、Ｂ２から加圧室Ａ１、Ｂ２へ夫々スムーズに移動する。（図５参照）
【０００８】
次に図７乃至図１２を用いて第２の実施例を説明する。第２の実施例は第１の実施例に加え、シリンダー２０の底面に溝２４を形成した。この溝２４の構成及び作用について図を用いて詳細に説明する。図７は第２実施例のダンパー装置１の断面図、図８はダンパー室Ａ，Ｂ及び溝２４を説明するための平視図、図９は図８のＣ−Ｃ線に沿った簡易断面を示す模式図、図１０は便座の状態を示す側面図、図１１は第２実施例のダンパー装置１を搭載した便座が倒伏する際の角度に対する角速度を示すグラフ、図１２はエア抜き溝２５を説明する為のシリンダー２０の斜視図である。
溝２４は図９に示すように減圧室Ａ２側の仕切壁２２の根元から４０°の範囲（クイックスタート領域）は略一定の深さの溝を形成し、４０〜９０°の範囲（除変領域）では徐々に浅く形成し、９０〜１２０°の範囲（スローエンド領域）には溝２４を形成しないよう構成する。
これにより、便座が自立する位置を越えるまでは、翼部３５と仕切壁２２との間の加圧室Ａ１、Ｂ１内のオイルは加圧され、オイルに押圧されて逆止弁体４０は回転軸３０の回動方向とは逆の方向に移動し連通路５２ａを閉塞するが、このクイックスタート領域では溝２４が略一定深さ形成されているので減圧室Ａ２、Ｂ２と加圧室Ａ１、Ｂ１とは連通されるので、この溝２４を介して減圧室Ｂ２、Ａ２へオイルは夫々移動する。従って、このクイック領域ではダンパーＯＦＦの状態と同じ状態となる。
便座が自立位置（自重では倒れない位置）を越えて自重で倒伏する領域では、溝２４は徐々に浅く形成されているので、溝２４を介して加圧室Ａ１、Ｂ１から減圧室Ａ２、Ｂ２へ移動するオイルの量は徐々に少なくなっていき、徐々にダンパーはＯＮ状態となる。便座が閉止間際となる領域には溝２４は形成されていないので、ダンパーはＯＮの状態となり、上述に説明したように、オイルは翼部３５外周とシリンダー２０内周間の僅かな隙間を介して減圧室Ａ２、Ｂ２へ若しくは仕切壁２２内周と回転軸３０外周との僅かな隙間を介して減圧室Ｂ２、Ａ２へ夫々移動する。
これにより、便座は比較的早く閉止間際状態まで移行し、その後緩やかな速度で便座は便器上面へ当接閉止される。
【０００９】
本実施例においては、クイックスタート領域を開放端から４０°としたが、これは、便座の自立角度によって設定されるもので、便座のヒンジ位置、重心位置が変更されればそれに合わせて変更しなければならない。
また、スローエンド領域を閉止端から３０°としたがこれも、便座のヒンジ位置、重心位置及び自重が変更されればそれに合わせて変更する必要がある。これは、スローエンド領域で十分に減速して所定値以下の角速度としなければ、便器上面に衝突して激しい音を出すからである。
【００１０】
次にバイパス溝５５について図６を用いて説明する。バイパス溝５５は図示のように翼部３５を迂回するように設けられる（図示しない反対側の翼部３５側にも同様のバイパス溝５５を設ける）。このような構成により、衝撃力（回転軸に便座又は便蓋の自重トルクよりも大きな力）を受けた場合には、加圧室Ａ１（Ｂ１）の内圧が上がり、粘性流体が衝撃緩衝用バイパス溝５５を通して、Ｏリングを押し潰すことでＯリングが変形して、Ｏリング溝の流路が押し広げられて、粘性流体が流れ易くなり、粘性流体は加圧室Ａ１（Ｂ１）からＯリング溝を通過して減圧室Ａ２（Ｂ２）に流れ込んで行くことで、衝撃力による加圧室Ａ１（Ｂ１）の内圧の上昇を抑えることができるため、ダンパー装置１の衝撃破壊を防ぐことができる。
【００１１】
次にエア抜き溝２５について図１２を用いて説明する。エア抜き溝２５は図示のように仕切壁２２の上方に滑らかな曲率で設けられる。このような構成により、ダンパー室に粘性流体を封入する場合、シリンダー２０に回転軸３０を組み付けて粘性流体を注入した後に、回転体５０に粘性流体を封入シールのためのＯリング５９を取り付けてシリンダー２０に装着しようとするが、この際ダンパー室に溜まったエアは回転体５０のＯリング５９とエア抜き溝２５との間隙を通って、外部へ排出されるため、ダンパー室は粘性流体で満タンに充填される。
また、エア抜き溝２５がシリンダ−２０内側面と曲率的に滑らかな小さな溝であるため、Ｏリング５９からの粘性流体の液漏れも生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のダンパー装置１の分解斜視図
【図２】 本発明のダンパー装置１の第１実施例の断面図
【図３】 本発明のダンパー装置１の第１実施例のダンパー室Ａ，Ｂを説明するための平視図
【図４】 本発明のダンパー装置１の第１実施例において、逆止弁４０により連通路５２ａを遮断した際の部分拡大断面図
【図５】 本発明のダンパー装置１の第１実施例において、逆止弁４０により連通路５２ａを開放した際の部分拡大断面図
【図６】 本発明のダンパー装置１の第１実施例の溝５２及び連通路５２ａを説明するための回転体５０の部分拡大斜視図
【図７】 本発明のダンパー装置１の第２実施例の断面図
【図８】 本発明の第２実施例のダンパー装置１のダンパー室Ａ，Ｂ及び溝２４を説明するための平視図
【図９】 図８のＣ−Ｃ線に沿った簡易断面を示す模式図
【図１０】 本発明の第２実施例のダンパー装置１を搭載した便座の状態を示す側面図
【図１１】 本発明の第２実施例のダンパー装置１を搭載した便座が倒伏する際の角度に対する角速度を示すグラフ
【図１２】 エア抜き溝２５を説明する為のシリンダー２０の斜視図
【図１３】 従来のダンパー装置を示す断面図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図
【図１４】 従来のダンパー装置を設けた衛生洗浄装置本体の斜視図
【符号の説明】
２０…シリンダー、２２…仕切壁、３０…回転軸、３３…溝、３５…翼部、４０…弁体、５０…回転体、５２…溝、５２ａ…連通路、Ａ１…加圧室、Ａ２…減圧室、Ｂ１…加圧室、Ｂ２…減圧室

Claims (5)

1. 内部を軸方向に２分する仕切壁を有する円筒状のシリンダーと、該シリンダー内に回動自在に挿入配設される円柱状の回転軸と、該回転軸のシリンダーに対する相対的な回動によって、シリンダーの内周壁面を摺動可能で、該回転軸の外周にあってその径方向へ突設した翼部と、この翼部によりシリンダー内部が回転軸の軸線方向に仕切られる室と、該室に充填されるオイルと、該回転軸に対し回動不能に固定される回転体と、該回転体と前記翼部との間に設けられる逆止弁装置部とからなり、該逆止弁装置部における前記オイルの押圧力により前記回転軸及び回転体をそれぞれ前記軸線方向に移動させるダンパー装置。
2. 前記逆止弁装置部は、前記翼部後端及び／又は回転体前端に設けられる溝と、該溝間を摺動可能な弁体とで構成したことを特徴とする請求項１記載のダンパー装置。
3. 前記弁体を円柱状に形成し、該円柱状弁体の軸線が前記回転軸の径方向を向くように配置したことを特徴とする請求項２記載のダンパー装置。
4. 前記回転体の外周壁と前記シリンダー内周壁面間にＯリングを嵌装し、前記回転体の溝付近の回転体外周壁に逆止弁装置部を経由せずにＯリング側からオイルを他室へ逃がすためのバイパス溝を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のダンパー装置。
5. 前記シリンダー内周の仕切壁上方にエア抜き溝を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のダンパー装置。

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