WO2017217432A1 - ダンパ - Google Patents
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- F16F9/3207—Constructional features
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- F16F9/3242—Constructional features of cylinders of cylinder ends, e.g. caps
Definitions
- the present invention relates to a damper that applies a braking force to an external force by limiting the movement of the viscous fluid.
- a damper that applies a braking force to an external force by limiting the movement of the viscous fluid.
- This type of damper has an opening, partitions the fluid holding chamber holding the viscous fluid from the fluid holding chamber, is inserted into the opening of the fluid holding chamber, and is relatively positioned relative to the fluid holding chamber by an external force.
- the resistance generating member that moves or rotates and the fluid holding chamber are partitioned, and one region in the partitioned fluid holding chamber is compressed in accordance with the relative movement or rotation of the resistance generating member with respect to the fluid holding chamber, and
- a capacity changing means for extending the other area; and a flow path for connecting the areas in the fluid holding chamber partitioned by the capacity changing means.
- Patent Document 1 discloses a rotary damper that generates a braking torque with respect to an applied rotational force by restricting the movement of a viscous fluid.
- the rotary damper includes a housing having an inner chamber opened at one end, a rotor accommodated in the inner chamber of the housing, a viscous fluid (fluid) filled in the inner chamber of the housing, and an opening-side end portion of the housing And a plug for containing the viscous fluid filled in the inner chamber of the housing.
- the housing and the plug constitute a fluid holding chamber.
- the rotor has a cylindrical rotor main body and a movable vane protruding radially outward from the outer peripheral surface of the rotor main body toward the inner peripheral surface of the inner chamber of the housing.
- the rotor body corresponds to a resistance generating member.
- a fixed vane is formed on the inner peripheral surface of the inner chamber of the housing so as to project radially inward toward the outer peripheral surface of the rotor body and partition the inner chamber of the housing.
- the fixed vane constitutes capacity changing means together with the movable vane of the rotor.
- the fixed vane of the housing is formed with a flow path (orifice) that connects the regions of the inner chamber of the housing partitioned by the fixed vane.
- the bottom surface of the inner chamber of the housing and the plug are formed with through holes into which end portions of the rotor body are rotatably inserted. These through holes correspond to openings of the fluid holding chamber.
- One end of the rotor body is inserted into a through-hole formed in the bottom surface of the inner chamber of the housing, and the other end of the rotor body is inserted into a through-hole formed in the plug.
- the housing is accommodated in the inner chamber so as to be rotatable relative to the inner chamber.
- the rotary damper when the rotational force is applied to the rotor and the rotor rotates relative to the inner chamber of the housing, the rotary damper is positioned upstream of the stationary vane in the inner chamber in the rotor rotation direction. The area in which it is located is compressed by the movable vane and the pressure on the viscous fluid in this area is increased. For this reason, the viscous fluid in this region moves to the region located on the downstream side in the rotor rotation direction with respect to the fixed vane in the inner chamber via the flow path formed in the fixed vane. At this time, a braking torque corresponding to the movement resistance of the viscous fluid (difficulty in moving the viscous fluid through the flow path) is generated.
- a fluid is retained between the opening of the fluid holding chamber and the resistance force generating member inserted in the opening.
- an O-ring made of an elastic body such as rubber is disposed. For this reason, the following problem arises.
- the O-ring is elastically deformed by an external force applied to the resistance generating member, and the center line of the resistance generating member is decentered from the center line of the fluid holding chamber, thereby causing an axis deviation.
- the O-ring since the O-ring has a circular cross section, when it is elastically deformed in the radial direction, the contact area between the resistance generating member and each opening of the fluid holding chamber changes. For this reason, the sealing performance between the opening of the fluid holding chamber and the resistance generating member inserted into the opening becomes unstable, and the viscous fluid held in the fluid holding chamber may leak from the gap. .
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a damper that can more reliably prevent leakage of the viscous fluid held in the fluid holding chamber.
- the fluid holding chamber has a width in the direction of the center line of the fluid holding chamber between the fluid holding chamber and the resistance generating member inserted into the fluid holding chamber.
- An annular elastic member having an outer peripheral surface in pressure contact with the chamber and an inner peripheral surface having a width in the center line direction of the fluid holding chamber and in pressure contact with the resistance generating member is disposed.
- the present invention is a damper that generates a braking force against an external force by limiting the movement of the viscous fluid,
- a fluid holding chamber having an opening and holding the viscous fluid;
- a resistance generating member inserted into the fluid holding chamber and moved relative to the fluid holding chamber by the external force;
- a capacity change that partitions the fluid holding chamber and compresses one region in the partitioned fluid holding chamber and expands the other region as the resistance generating member moves relative to the fluid holding chamber.
- the elastic member is An inner peripheral surface having a width in the direction of the center line of the fluid holding chamber and being in pressure contact with the resistance generating member;
- an annular elastic member having an inner peripheral surface and an outer peripheral surface having a width in the center line direction of the fluid holding chamber between the fluid holding chamber and the resistance generating member inserted into the fluid holding chamber.
- the change in the contact area between the fluid holding chamber and the resistance force generating member and the elastic member can be reduced.
- the sealing performance between the fluid holding chamber and the resistance force generating material is stable, and the possibility that the viscous fluid held in the fluid holding chamber leaks from the gap can be reduced.
- FIGS. 3A and 3B are an enlarged view of a portion A and an enlarged view of a portion B of the rotary damper 1 shown in FIG. 4A is an enlarged view of a portion C of the rotary damper 1 shown in FIG. 2A, and FIG.
- FIG. 4B is an enlarged view of a portion D of the rotary damper 1 shown in FIG. 2B.
- 5A is a front view of the case 2
- FIG. 5B is a cross-sectional view of the case 2 shown in FIG. 5A
- FIG. It is a rear view.
- 6A and 6B are a front view and a side view of the rotor 3
- FIG. 6C is a DD cross-sectional view of the rotor 3 shown in FIG. 6A.
- 7A and 7B are a front view and a rear view of the first sealing material 4
- FIG. 7C is an EE view of the first sealing material 4 shown in FIG. 7A. It is sectional drawing.
- FIG. 8A and 8B are a front view and a side view of the second sealing material 5, and FIG. 8C is an FF of the second sealing material 5 shown in FIG. 8A.
- FIG. 9A to 9C are a front view, a side view, and a rear view of the lid 6, and FIG. 9D is a cross-sectional view taken along the line GG of the lid 6 shown in FIG. 9A.
- FIG. 10A is a front view of the first and second seal rings 8a and 8b
- FIG. 10B is a cross-sectional view of the first and second seal rings 8a and 8b shown in FIG.
- FIG. 10C is an enlarged view of a portion E of the first and second seal rings 8a and 8b shown in FIG.
- FIG. 10A, and FIG. 10D is a cross-sectional view of FIG. It is F section enlarged view of the 1st, 2nd seal rings 8a and 8b shown in FIG.
- FIG. 11A is a front view of modified examples 8′a and 8′b of the first and second seal rings 8a and 8b
- FIG. 11B is a modified example 8 shown in FIG.
- FIG. 11C is a cross-sectional view taken along the line II of “a, 8′b”
- FIG. FIG. 12 (A) is a side view of a linear motion damper 9 according to another embodiment of the present invention
- FIG. 12 (B) is a side view of J ⁇ of the linear motion damper 9 shown in FIG. 12 (A). It is J sectional drawing.
- FIG. 1A to 1C are a front view, a side view, and a rear view of a rotary damper 1 according to an embodiment of the present invention.
- 2A is a cross-sectional view taken along the line AA of the rotary damper 1 shown in FIG. 1A
- FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB of the rotary damper 1 shown in FIG.
- FIG. 3 (A) and 3 (B) are an enlarged view of A part and an enlarged view of B part of the rotary damper 1 shown in FIG. 2 (A)
- FIG. 4 (A) is FIG. 2 (A).
- FIG. 4B is an enlarged view of a part D of the rotary damper 1 shown in FIG. 2B.
- the rotary damper 1 according to the present embodiment is required to brake the rotational motion of a rotating body that rotates in both directions, such as a seat seat with a reclining function used in automobiles, railway vehicles, aircraft, ships, and the like. Used for equipment.
- the rotary damper 1 according to the present embodiment is relative to the fluid holding chamber and the case 2 and the lid 6 that form a fluid holding chamber that holds a viscous fluid (not shown) such as oil and silicone.
- a rotor 3 accommodated in the fluid holding chamber in a rotatable manner.
- FIG. 5A is a front view of the case 2
- FIG. 5B is a cross-sectional view of the case 2 shown in FIG. 5A
- FIG. It is a rear view.
- a cylindrical chamber (cylindrical space with a bottom) 21 having one end opened is formed in the case 2, and the bottom 22 of the cylindrical chamber 21 functions as an opening of a fluid holding chamber.
- a through hole 23 for inserting the rotor 3 is formed.
- the rotor 3 has a lower end 33a (see FIG. 6) of a rotor body 31 (described later) inserted into the through hole 23 so that the rotation shaft 30 of the rotor 3 coincides with the center line 20 of the cylindrical chamber 21. It is accommodated in the cylindrical chamber 21 (see FIG. 2 (A) and FIG. 4 (A)).
- a first seal ring 8 a (described later) attached to the lower end 33 a of the rotor body 31 (refer to FIG. 4A) outward in the axial direction.
- a step 221 that restricts movement is formed.
- the cylindrical chamber 21 protrudes radially inward from the inner peripheral surface 24, and the front end surface 26 is close to an outer peripheral surface 34 (see FIG. 6) of a rotor main body 31 (described later) of the rotor 3.
- a pair of partition portions 25 for partitioning is formed along the center line 20 of the cylindrical chamber 21 so as to be axially symmetric with respect to the center line 20.
- a first sealing material 4 described later is mounted on each of the pair of partition portions 25 (see FIGS. 2B and 4B).
- a female screw portion 27 that is screwed with a male screw portion 62 (see FIG. 9) of the lid 6 to be described later is formed on the opening side 28 of the inner peripheral surface 24 of the cylindrical chamber 21.
- FIG. 6 (A) and 6 (B) are a front view and a side view of the rotor 3, and FIG. 6 (C) is a DD cross-sectional view of the rotor 3 shown in FIG. 6 (A).
- the rotor 3 includes a cylindrical rotor body 31 and a pair of vanes (rotary blades) 32 formed symmetrically with respect to the rotating shaft 30 of the rotor body 31.
- the vane 32 is formed along the rotation axis 30 of the rotor 32, protrudes radially outward from the outer peripheral surface 34 of the rotor body 31, and the tip surface 35 is close to the inner peripheral surface 24 of the cylindrical chamber 21 of the case 2.
- the cylindrical chamber 21 is partitioned.
- the vane 32, together with the partition portion 25 of the cylindrical chamber 21 of the case 2, constitutes a capacity changing unit that compresses one region in the fluid holding chamber partitioned by the vane 32 and expands the other region.
- the vane 32 is formed with a flow path 36 penetrating between both side surfaces 37 a and 37 b of the vane 32 along the rotation direction of the rotor 3.
- the vane 32 is fitted with a second sealing material 5 described later (see FIGS. 2B and 4B).
- the rotor body 31 functions as a resistance generating member that rotates relative to the fluid holding chamber by a rotational force from the outside.
- the rotor body 31 has a lower end 33a rotatably inserted into a through hole 23 formed in the bottom 22 of the cylindrical chamber 21 of the case 2 (see FIGS. 2A and 4A), and an upper end 33b is
- the lid 6 is rotatably inserted into a through-hole 60 (see FIG. 9) described later (see FIGS. 2A, 3A, and 3B).
- an insertion hole 38 for inserting a hexagonal shaft (not shown) for transmitting a rotational force from the outside to the rotor 3 is formed around the rotation shaft 30.
- a first seal ring 8a described later is rotatably mounted on the lower end 33a of the rotor body 31 (see FIG. 4A).
- a step 340 a is formed on the outer peripheral surface 34 of the lower end 33 a of the rotor body 31 to restrict the axial movement of the mounted first seal ring 8 a.
- a second seal ring 8b described later is rotatably mounted on the upper end portion 33b of the rotor body 31 (see FIGS. 3A and 3B).
- a step 340b is formed on the outer peripheral surface 34 of the upper end portion 33b of the rotor body 31 to restrict the axial movement of the mounted second seal ring 8b.
- FIG. 7A and 7B are a front view and a rear view of the first sealing material 4, and FIG. 7C is an EE view of the first sealing material 4 shown in FIG. 7A. It is sectional drawing.
- the first sealing member 4 has a U-shape that can be attached to a partition portion 25 formed in the cylindrical chamber 21 of the case 2, and includes a side wall portion 41 at one end.
- the first sealing member 4 has a bottom portion 40 interposed between the front end surface 26 of the partition portion 25 and the outer peripheral surface 34 of the rotor body 31 of the rotor 3, thereby closing these gaps (see FIG. 4B).
- the side wall portion 41 is interposed between the upper surface 29 of the partition portion 25 and the lower surface 63 of the lid 6 described later, thereby closing these gaps (see FIG. 3A).
- the first sealing material 4 is disposed between the relatively rotating case 2 and the rotor 3, it is preferable to use a resin having excellent slidability such as polyamide as the material.
- FIG. 8A and 8B are a front view and a side view of the second sealing material 5, and FIG. 8C is an FF of the second sealing material 5 shown in FIG. 8A. It is sectional drawing.
- the second sealing material 5 has a U-shape that can be attached to the vane 32 of the rotor 3, and is longer than the width t ⁇ b> 1 (see FIG. 6A) of the vane 32 in the rotation direction.
- a bottom 50 having t2 and a width t4 which is formed integrally with one end 51 of the bottom 50 and longer than the radial width t3 (see FIG. 6B) of the flow path 36 formed in the vane 32.
- a first leg portion 53 having a width t5 that is formed integrally with the other end portion 52 of the bottom portion 50 and is shorter than a radial width t3 of the flow path 36 formed in the vane 32.
- the second sealing material 5 mounted on the vane 32 closes these gaps by the bottom 50 being interposed between the tip surface 35 of the vane 32 and the inner peripheral surface 24 of the cylindrical chamber 21 of the case 2 (see FIG. 4 (B)). Further, as shown in FIG. 2B, when the rotor 3 rotates in the first rotation direction R1 relative to the cylindrical chamber 21 of the case 2, the first leg portion 53 of the second seal material 5 becomes the vane 32. The flow path 36 formed in the vane 32 is closed. On the other hand, when the rotor 3 rotates relative to the cylindrical chamber 21 of the case 2 in the second rotational direction R2, which is the reverse rotational direction of the first rotational direction R1, the first leg portion 53 of the second sealing material 5 is vane. The second leg 54 abuts on the other side surface 37b of the vane 32, and the flow path 36 formed in the vane 32 is opened (see FIG. 4B).
- the 2nd sealing material 5 is arrange
- FIG. 9A to 9C are a front view, a side view, and a rear view of the lid 6, and FIG. 9D is a cross-sectional view taken along the line GG of the lid 6 shown in FIG. 9A. It is.
- the lid 6 has a through hole 60 for inserting the rotor 3 that functions as an opening of the fluid holding chamber at a position facing the through hole 23 formed in the bottom 22 of the cylindrical chamber 21 of the case 2. Is formed.
- the upper end portion 33 b of the rotor body 31 of the rotor 3 is inserted into the through hole 60. Further, on the inner peripheral surface 64 of the through hole 60, movement of the second seal ring 8b (described later) attached to the upper end portion 33b of the rotor body 31 (see FIG. 3A) outward in the axial direction is restricted.
- a step 65 is formed.
- the lower surface 63 of the lid 6 forms a gap g between the upper surface 39 of the vane 32 of the rotor 3 and functioning as a flow path for the viscous fluid filled in the cylindrical chamber 21 (see FIG. 3B). .
- the outer peripheral surface 61 of the lid 6 is formed with a male screw portion 62 that is screwed with the female screw portion 27 formed on the opening side 28 of the inner peripheral surface 24 of the cylindrical chamber 21.
- a groove 66 for mounting the O-ring 7 is formed in the circumferential direction. The O-ring 7 is mounted in the groove 66 and interposed between the outer peripheral surface 61 of the lid 6 and the inner peripheral surface 24 of the cylindrical chamber 21, and the male screw portion 62 of the lid 6 and the female screw portion 27 of the cylindrical chamber 21. The viscous fluid is prevented from leaking to the outside from the threaded portion (see FIGS. 3A and 3B).
- FIG. 10A is a front view of the first and second seal rings 8a and 8b
- FIG. 10B is a cross-sectional view of the first and second seal rings 8a and 8b shown in FIG.
- FIG. 10C is an enlarged view of a portion E of the first and second seal rings 8a and 8b shown in FIG. 10A
- FIG. 10D is a cross-sectional view of FIG. It is F section enlarged view of the 1st, 2nd seal rings 8a and 8b shown in FIG.
- the first seal ring 8a and the second seal ring 8b are annular members formed of an elastic body such as nitrile butadiene rubber (NBR).
- NBR nitrile butadiene rubber
- the first seal ring 8 a and the second seal ring 8 b include an inner peripheral side annular portion 81 having a rectangular cross section, an outer peripheral side annular portion 82 having a rectangular cross section, and a connecting portion 83.
- the inner peripheral side annular portion 81 has an inner peripheral surface 84 having a flat width t6 in the direction of the center line 80 coinciding with the center line 20 of the cylindrical chamber 21 of the case 2. Since the inner peripheral surface 84 has a flat width t6 in the direction of the center line 80, contact between the inner peripheral surface 84 and the mating surface when the first seal ring 8a and the second seal ring 8b are elastically deformed in the radial direction. A change in area can be suppressed.
- the inner peripheral surface 84 is in pressure contact with the outer peripheral surface 34 of the lower end portion 33a of the rotor body 31 of the rotor 3 in the first seal ring 8a, and the upper end portion 33b of the rotor body 31 of the rotor 3 in the second seal ring 8b.
- the outer peripheral surface 34 is pressed against.
- a grease groove 86 is formed in the circumferential direction on the inner peripheral surface 84, and the grease groove 86 is filled with grease.
- the outer peripheral side annular portion 82 has an outer peripheral surface 85 having a flat width t7 in the direction of the center line 80 coinciding with the center line 20 of the cylindrical chamber 21 of the case 2. Since the outer peripheral surface 85 has a flat width t7 in the direction of the center line 80, the contact area between the outer peripheral surface 85 and the mating surface when the first seal ring 8a and the second seal ring 8b are elastically deformed in the radial direction. Change can be suppressed.
- the outer peripheral surface 85 is in pressure contact with the inner peripheral surface 220 of the through hole 23 of the cylindrical chamber 21 of the case 2 in the first seal ring 8a, and the inner peripheral surface of the through hole 60 of the lid 6 in the second seal ring 8b. 64.
- the width t6 of the inner peripheral surface 84 of the inner peripheral ring portion 81 is narrower than the width t7 of the outer peripheral surface 85 of the outer peripheral ring portion 82.
- the frictional resistance of the inner peripheral surface 84 of the inner peripheral side annular portion 81 is smaller than the frictional resistance of the outer peripheral surface 85 of the outer peripheral side annular portion 82. Therefore, when the rotor 3 rotates relative to the cylindrical chamber 21 of the case 2, the inner peripheral surface 84 of the inner peripheral side annular portion 81 having a low friction coefficient is in contact with the inner peripheral surface 84 of the rotor 3.
- the connecting part 83 is arranged between the inner peripheral side annular part 81 and the outer peripheral side annular part 82 and connects both. Further, the connecting portion 83 has a width t ⁇ b> 8 that is narrower than the inner circumferential side annular portion 81 and the outer circumferential side annular portion 82 in the direction of the center line 80. For this reason, when stress is applied to the first seal ring 8a and the second seal ring 8b, the connecting portion 83 is elastically deformed and absorbs the stress, whereby the inner peripheral ring portion 81 and the outer peripheral ring Elastic deformation of the portion 82 is suppressed.
- the movement of the viscous fluid filled in the cylindrical chamber 21 is limited only through the gap g between the lower surface 63 of the lid 6 and the upper surface 38 of the vane 32 of the rotor 3 (see FIG. 3B).
- segmented by the partition part 25 located in the 1st rotation direction R1 side with respect to the vane 32 and the vane 32 increases. For this reason, a strong braking torque is generated.
- a flat width t7 is provided between the through hole 23 of the cylindrical chamber 21 of the case 2 and the lower end portion 33a of the rotor body 31 of the rotor 3 in the direction of the center line 20 of the cylindrical chamber 21,
- An outer peripheral surface 85 that is in pressure contact with the inner peripheral surface 220 of the through hole 23 and an inner periphery that has a flat width t6 in the direction of the center line 20 of the cylindrical chamber 21 and presses against the outer peripheral surface 34 of the lower end portion 33a of the rotor body 31.
- the elastic first seal ring 8a including the surface 84 is disposed, and is flat in the direction of the center line 20 of the cylindrical chamber 21 between the through hole 60 of the lid 6 and the upper end portion 33b of the rotor body 31.
- a second seal ring made of an elastic material, It is arranged 8b.
- the rotor 3 is displaced and the first and second seal rings 8a and 8b
- the contact area between the first seal ring 8a and the lower end 33a of the rotor body 31, the contact area between the first seal ring 8a and the through hole 23 of the cylindrical chamber 21, and the second seal ring 8b when elastically deformed in the radial direction.
- the contact area between the upper end portion 33b of the rotor body 31 and the contact area between the second seal ring 8b and the through hole 60 of the lid 6 can be suppressed.
- the width t6 of the inner peripheral surface 84 of the first and second seal rings 8a and 8b is made narrower than the width t7 of the outer peripheral surface 85. For this reason, when the frictional resistance of the inner peripheral surface 84 is smaller than the frictional resistance of the outer peripheral surface 85 and the rotor 3 rotates relative to the cylindrical chamber 21 of the case 2, the counterpart on the inner peripheral surface 84 having a low friction coefficient. Sliding with the surface (the first seal ring 8a corresponds to the outer peripheral surface 34 of the lower end portion 33a of the rotor main body 31, and the second seal ring 8b corresponds to the outer peripheral surface 34 of the upper end portion 33b of the rotor main body 31).
- the outer peripheral surface 85 having a high friction coefficient corresponds to the mating surface (in the first seal ring 8a, the inner peripheral surface 220 of the through hole 23 of the cylindrical chamber 21 and in the second seal ring 8b, the inner periphery of the through hole 60 of the lid 6).
- the surface 64 is in contact) and does not slide. Therefore, since sliding with the mating surface occurs only on the inner peripheral surface 84 with a short peripheral length, the wear amount of the first seal ring 8a and the second seal ring 8b can be reduced and the life can be extended.
- the grease grooves 86 are formed in the circumferential direction on the inner peripheral surfaces 84 of the first and second seal rings 8a and 8b, and the grease grooves 86 are filled with grease. For this reason, the friction resistance between the first and second seal rings 8a and 8b and the rotor 3 can be reduced, and the rotor 3 can be slid more smoothly.
- the first and second seal rings 8 a and 8 b are the inner peripheral side annular portion 81 having a rectangular cross section including the inner peripheral surface 84 and the outer peripheral side having a rectangular cross section including the outer peripheral surface 85.
- An annular portion 82, and a connecting portion 83 that connects the inner peripheral annular portion 81 and the outer peripheral annular portion 82, and the connecting portion 83 is in the direction of the center line 20 of the cylindrical chamber 21.
- the inner circumferential side annular portion 81 and the outer circumferential side annular portion 82 have a narrower width t8.
- the connecting portion 82 is elastically deformed and absorbs the stress, whereby the inner circumferential side annular portion 81 and the outer circumferential side annular portion 82 is suppressed, the contact area between the first seal ring 8a and the lower end 33a of the rotor body 31, the contact area between the first seal ring 8a and the through hole 23 of the cylindrical chamber 21, and the second seal ring 8b. Changes in the contact area with the upper end portion 33b of the rotor body 31 and the contact area between the second seal ring 8b and the through hole 60 of the lid 6 can be further suppressed.
- the first seal ring 8a attached to the lower end 33a of the rotor body 31 of the rotor 3 on the inner peripheral surface 220 of the through hole 23 of the cylindrical chamber 21 of the case 2 is axially outward. Is formed on the outer peripheral surface 34 of the lower end portion 33a of the rotor body 31 and a step 340a is formed that restricts the movement of the mounted first seal ring 8a in the axially inward direction. Yes. Thereby, the movement to the axial direction of the 1st seal ring 8a with which the lower end part 33a of the rotor main body 31 was mounted
- the second seal ring 8b mounted on the upper end portion 33b of the rotor body 31 of the rotor 3 is moved outward in the axial direction on the inner peripheral surface 64 of the through hole 60 of the lid 6.
- a step 65 for restricting is formed, and a step 340 b for restricting movement of the attached second seal ring 8 b in the axially inward direction is formed on the outer peripheral surface 34 of the upper end portion 33 b of the rotor body 31.
- the first and second sealing materials 4 and 5 are made of a resin having excellent slidability, such as polyamide, so that the first and second sealing materials 4 and 5 are made of the rotor 3. Since it functions as a sliding bearing that slidably supports the outer peripheral surface 34 of the rotor body 31, it absorbs rattling caused by eccentricity of the hexagonal shaft that transmits the rotational force from the outside to the rotor 3, thereby smoothing the hexagonal shaft. Can be rotated.
- the inner peripheral side annular portion 81 including the inner peripheral surface 84 and the outer periphery including the outer peripheral surface 85 are rectangular.
- the first and second seal rings 8a and 8b include an inner peripheral surface 84 having a width t6 in the direction of the center line 20 of the cylindrical chamber 21, and an outer peripheral surface 85 having a width t7 in the direction of the center line 20 of the cylindrical chamber 21.
- it may be an annular member having an inner peripheral surface 84 and an outer peripheral surface 85 having a rectangular cross section.
- the width t6 of the inner peripheral surface 84 of the first and second seal rings 8a, 8b is made narrower than the width t7 of the outer peripheral surface 85, and the inner peripheral surface 84 slides with the mating surface. Is caused.
- the present invention is not limited to this.
- the width t7 of the outer peripheral surface 85 of the first and second seal rings 8a, 8b may be narrower than the width t6 of the inner peripheral surface 84, and the outer peripheral surface 85 may slide with the mating surface.
- the width t6 of the inner peripheral surface 84 and the width t7 of the outer peripheral surface 85 of the first and second seal rings 8a and 8b are the same, and sliding with the mating surface is performed on both the inner peripheral surface 84 and the outer peripheral surface 85. May be generated.
- the grease grooves 86 are formed in the circumferential direction on the inner peripheral surfaces 84 of the first and second seal rings 8a and 8b, and the grease grooves 86 are filled with grease.
- the present invention is not limited to this.
- a grease groove is formed in the circumferential direction on at least one of the inner peripheral surface 84 and the outer peripheral surface 85 of the first and second seal rings 8a and 8b that slide with the mating surface, and the grease groove is filled with grease. That's fine.
- the inner peripheral surface 84 and the outer peripheral surface 85 of 1st, 2nd seal ring 8a, 8b are made into the flat surface in the direction of the centerline 20 of the cylindrical chamber 21, this invention is It is not limited to this.
- the inner peripheral surface 84 and the outer peripheral surface 85 of the first and second seal rings 8 a, 8 b may have any width in the direction of the center line 20 of the cylindrical chamber 21.
- FIG. 11A is a front view of modified examples 8′a and 8′b of the first and second seal rings 8a and 8b
- FIG. 11B is a modified example 8 shown in FIG.
- FIG. 11C is a cross-sectional view taken along the line II of “a, 8′b”
- FIG. 11C is an enlarged view of the G portion of the modified examples 8′a, 8′b shown in FIG.
- these modified examples 8'a and 8'b are annular members formed of an elastic body such as nitrile butadiene rubber, and the modified examples of the first seal ring 8a.
- the inner diameter d1 smaller than the outer diameter d4 of the lower end portion 33a of the rotor body 31 of the rotor 3 and the outer diameter larger than the inner diameter (outer diameter of the step 221) d3 of the through hole 23 of the cylindrical chamber 21 of the case 2.
- the modified example 8′b of the second seal ring 8b the inner diameter d1 smaller than the outer diameter d5 of the upper end portion 33b of the rotor body 31 of the rotor 3 and the inner diameter of the through hole 60 of the lid 6 (
- the outer diameter d2 of the step 65 is larger than the outer diameter d6.
- the modified examples 8 ′ a and 8 ′ b include an inner peripheral surface 84 ′ having a width t ⁇ b> 6 in the direction of the center line 80 and an outer peripheral surface 85 ′ having a width t ⁇ b> 7 in the direction of the center line 80.
- the width t6 of the inner peripheral surface 84 'and the width t7 of the outer peripheral surface 85' are the same, but they may be different.
- the inner peripheral surface 84 ′ has a radius r1 longer than half of the radial width t9 of the modified examples 8′a and 8′b in the direction of the center line 80 coinciding with the center line 20 of the cylindrical chamber 21 of the case 2.
- the modified example 8′a of the first seal ring 8a it is in pressure contact with the outer peripheral surface 34 of the lower end portion 33a of the rotor body 31 of the rotor 3, and the modified example 8′b of the second seal ring 8b. Is pressed against the outer peripheral surface 34 of the upper end portion 33 b of the rotor body 31 of the rotor 3.
- the outer peripheral surface 85 ′ is an arcuate surface having a radius r2 longer than half of the radial width t9 of the modified examples 8′a and 8′b in the direction of the center line 80, and the first seal In the modified example 8′a of the ring 8a, the inner surface 220 of the through hole 23 of the cylindrical chamber 21 of the case 2 is pressed, and in the modified example 8′b of the second seal ring 8b, the inner diameter of the through hole 60 of the lid 6 is increased. Press contact with the peripheral surface 64.
- the curvatures of the inner peripheral surface 84 ′ and the outer peripheral surface 85 ′ can be made smaller than those of O-rings that can replace the modified examples 8 ′ a and 8 ′ b. Therefore, when the modified examples 8′a and 8′b are elastically deformed in the radial direction, changes in the contact area between the inner peripheral surface 84 ′ and the outer peripheral surface 85 ′ and the mating surface can be suppressed, and the sealing performance Can be improved.
- the present invention is not limited to this. As long as the number of the partition portions 25 formed in the cylindrical chamber 21 and the number of vanes 32 formed in the rotor 3 are the same, one or three or more may be formed.
- the second sealing material 5 attached to the vane 32 has a check valve function for opening and closing the flow path 36 formed in the vane 32. It is not limited to.
- a check valve that opens the flow path 36 formed in the vane 32 may be provided separately from the second seal material 5 when the second seal material 5 is rotated.
- the flow path 36 is formed in the vane 32 so as to penetrate the both side surfaces 37a and 37b of the vane 32 along the rotation direction of the rotor 3.
- the present invention is not limited to this.
- a flow path that penetrates both side surfaces of the partition portion 25 along the rotation direction of the rotor 3 may be formed in the partition portion 25.
- the rotor 3 rotates relative to the cylindrical chamber 21 in the first rotation direction R ⁇ b> 1
- the flow path formed in the partition portion 25 is blocked, and the rotor 3 is second relative to the cylindrical chamber 21.
- a check valve that opens the flow path formed in the partition portion 25 may be provided.
- the first seal material 4 has the same shape as the second seal material 5, that is, a bottom portion having a width longer than the circumferential width of the inner peripheral edge of the partition portion 25, and a bottom portion.
- the first seal member 4 may have a function as a check valve that abuts the other side surface of the partition portion 25 and opens the flow path formed in the partition portion 25.
- the second sealing material 5 can be any material as long as it can block the gap between the tip surface 35 of the vane 32 and the inner peripheral surface 24 of the cylindrical chamber 21. Any shape may be used.
- the female screw portion 27 is formed on the opening side 28 of the inner peripheral surface 24 of the cylindrical chamber 21, and the male screw portion that is screwed with the female screw portion 27 on the outer peripheral surface 61 of the lid 6.
- the lid 6 is attached to the case 2 by forming 62.
- the present invention is not limited to this.
- the lid 6 may be attached to the case 2 with a bolt or may be attached with a rivet. Or you may attach by welding, an adhesive agent, etc.
- the rotor 3 is rotated relative to the cylindrical chamber 21 of the case 2 by applying a rotational force to the rotor 3 from the outside.
- the rotor 3 may be rotated relative to the cylindrical chamber 21 of the case 2 by applying a rotational force to the case 2 from the outside.
- the present invention when the rotor 3 rotates in the first rotation direction R1 relative to the cylindrical chamber 21, the rotor 3 moves in the second rotation direction R2 relative to the cylindrical chamber 21.
- a so-called unidirectional rotary damper that generates a braking torque stronger than that in the case of rotation has been described as an example.
- the present invention is not limited to this.
- the movement resistance of the viscous fluid flowing through the flow path formed in the vane 32 or the partition 25 (difficult to move the viscous fluid through the flow path).
- the present invention can also be applied to a so-called bidirectional rotary damper that generates a braking torque according to the property.
- the second sealing material 5 does not need a check valve function.
- the second seal member 5 may be any member that can close the gap between the tip surface 35 of the vane 32 and the inner peripheral surface 24 of the cylindrical chamber 21.
- the rotary damper 1 that generates a braking torque against a rotational force applied from the outside by restricting the movement of the viscous fluid has been described as an example.
- the present invention is not limited to this.
- the present invention is widely applicable to a damper that generates a braking force against an external force by limiting the movement of the viscous fluid.
- FIG. 12 (A) is a side view of a linear motion damper 9 according to another embodiment of the present invention
- FIG. 12 (B) is a side view of J ⁇ of the linear motion damper 9 shown in FIG. 12 (A). It is J sectional drawing.
- the direct acting damper 9 is used for a device that needs to brake the linear motion of a moving body, such as a chair with a height adjustment function, a movable shelf, and the like.
- the direct acting damper 9 includes a case 920 and a lid 960 that form a fluid holding chamber that holds a viscous fluid (not shown) such as oil or silicone, and a direction of a center line 902 with respect to the fluid holding chamber. And a shaft 930 accommodated in the fluid holding chamber so as to be relatively linearly movable.
- a cylindrical chamber (bottomed cylindrical space) 921 having an open end is formed in the case 920, and an insertion hole 923 for inserting the shaft 930 is formed in the bottom 922 of the cylindrical chamber 921.
- the shaft 930 has a cylindrical chamber 921 so that the center line 903 of the shaft 930 coincides with the center line 902 of the cylindrical chamber 921 by inserting one end 933a of a shaft main body 931 described later into the insertion hole 923. Housed inside.
- a mounting portion 927 for mounting the first seal ring 980a is formed in an annular groove shape on the inner peripheral surface 929 of the insertion hole 923.
- an air vent through hole 926 is formed at the bottom 925 of the insertion hole 923.
- a lid 960 is attached to the opening side 928 of the inner peripheral surface 924 of the cylindrical chamber 921 by screwing, bonding, welding, screwing, screwing, or the like.
- the shaft 930 includes a columnar shaft main body 931 and a flange 932 formed near the center of the shaft main body 931.
- the flange 932 projects radially outward from the outer peripheral surface 934 of the shaft main body 931 near the center of the shaft main body 931, and the tip end surface 935 is close to the inner peripheral surface 924 of the cylindrical chamber 921 of the case 920, so that the cylindrical chamber 921 Partition.
- the flange 932 constitutes a capacity changing means that compresses one area in the fluid holding chamber partitioned by the flange 932 and expands the other area in accordance with the linear motion of the shaft 930 in the direction of the center line 903. Further, the flange 932 is formed with a flow path 936 that penetrates between both side surfaces 937 a and 937 b of the flange 932 along the direction of the center line 903 of the shaft 930.
- the shaft body 931 functions as a resistance generating member that moves in the direction of the center line 902 of the cylindrical chamber 921 relative to the fluid holding chamber by an external force in the direction of the center line 903 of the shaft 930.
- the shaft main body 931 has one end 933a side inserted into an insertion hole 923 formed in the bottom 922 of the cylindrical chamber 921 of the case 920 so as to be movable in the direction of the center line 902 of the cylindrical chamber 921, and the other end.
- the 933b side is inserted into the through hole 961 of the lid 960 so as to be movable in the direction of the center line 902 of the cylindrical chamber 921.
- the first seal ring 980a is slidably attached to the shaft body 931 at one end 933a of the shaft 931.
- a second seal ring 980 b is slidably attached to the shaft body 931 at the other end 933 b of the shaft body 931.
- a through hole 961 for inserting a shaft 930 that functions as an opening of the fluid holding chamber is formed in the lid 960 at a position facing the insertion hole 923 formed in the bottom 922 of the cylindrical chamber 921 of the case 920.
- the other end 933 b of the shaft main body 931 of the shaft 930 is inserted into the through hole 961.
- a mounting portion 962 for mounting the second seal ring 980b is formed in an annular groove shape on the inner peripheral surface 964 of the through hole 961.
- First and second seal rings 980a and 980b are annular members formed of an elastic body such as nitrile butadiene rubber.
- the first seal ring 980a has a width in the direction of the center line 902 of the cylindrical chamber 921, and has an inner peripheral surface that is slidably pressed against the outer peripheral surface 934 of the shaft body 931, and the direction of the center line 902 of the cylindrical chamber 921. And an outer peripheral surface that comes into pressure contact with the groove bottom of the mounting portion 927 formed on the inner peripheral surface 929 of the insertion hole 923 of the case 920.
- the second seal ring 980 b has a width in the direction of the center line 902 of the cylindrical chamber 921, an inner peripheral surface that is slidably pressed against the outer peripheral surface 934 of the shaft body 931, and the center line 902 of the cylindrical chamber 921. And an outer peripheral surface that is in pressure contact with the groove bottom of the mounting portion 962 formed on the inner peripheral surface 964 of the through hole 961 of the lid 960.
- the first and second seal rings 980a and 980b include, for example, the first and second seal rings 8a and 8b shown in FIG. 10, or the first and second seal rings 8a and 8b shown in FIG. Examples 8′a, 8′b, etc. can be used.
- the check valve 970 closes flow path 936. Therefore, the movement of the viscous fluid filled in the cylindrical chamber 921 is limited only through the gap g ′ between the outer peripheral surface 935 of the flange 932 of the shaft 930 and the inner peripheral surface 924 of the cylindrical chamber 921, and the flange 930 On the other hand, the pressure with respect to the viscous fluid in the area 921a on the first movement direction L1 side is increased. For this reason, a strong braking torque is generated.
- the check valve 970 opens the flow path 936.
- the movement of the viscous fluid filled in the cylindrical chamber 921 causes the flow path 936 formed in the flange 932 in addition to the gap g ′ between the outer peripheral surface 935 of the flange 932 and the inner peripheral surface 924 of the cylindrical chamber 921. Therefore, the pressure against the viscous fluid in the region 921b on the second movement direction L2 side with respect to the flange 930 is such that the shaft 930 moves in the first movement direction L1 relative to the cylindrical chamber 921 of the case 920. It will not be higher than the case. For this reason, a weaker braking torque is generated than when the shaft 930 moves relative to the cylindrical chamber 921 of the case 920 in the first movement direction L1.
- the flat width in the direction of the center line 902 of the cylindrical chamber 921 is between the insertion hole 923 of the cylindrical chamber 921 of the case 920 and one end 933 a of the shaft main body 931 of the shaft 930.
- a first seal ring 980a having an outer peripheral surface in pressure contact with a groove bottom of the formed mounting portion 927 is disposed, and a cylinder is formed between the through hole 961 of the lid 960 and the other end portion 933b of the shaft body 931.
- the chamber 921 has a width in the direction of the center line 902, has an inner peripheral surface that is slidably pressed against the outer peripheral surface 934 of the shaft body 931, and has a width in the direction of the center line 902 of the cylindrical chamber 921. of It is arranged and the outer circumferential surface of the groove bottom and pressing the mounting portion 962 formed on the inner peripheral surface 964 of the hole 961, the second seal ring 980b having.
- the shaft 930 is displaced, and the first and second seal rings 980a and 980b have a diameter.
- the contact area with the bottom, the contact area between the second seal ring 980b and the other end 933b of the shaft body 931, and the groove bottom of the mounting portion 962 formed in the through hole 961 of the second seal ring 980b and the lid 960 The change of the contact area with can be suppressed. Thereby, the sealing performance between the insertion hole 923 of the cylindrical chamber 921 and one end 933a of the shaft main body 931 and between the through hole 961 of the lid 960 and the other end 933b of the shaft main body 931 is stable. Thus, it is possible to reduce the possibility that the viscous fluid filled in the cylindrical chamber 921 leaks from these gaps.
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Abstract
円筒室内に充填された粘性流体の漏れをより確実に防止することができるダンパを提供する。ロータリダンパ(1)は、ケース(2)の円筒室(21)の貫通孔(23)とロータ(3)のロータ本体の下端部との間に配置され、円筒室(21)の中心線方向に幅を有し、貫通孔(23)の内周面に圧接する外周面と、円筒室(21)の中心線方向に幅を有し、ロータ本体の下端部の外周面に圧接する内周面と、を備える弾性体の第一シールリング(8a)と、蓋(6)の貫通孔(60)とロータ本体の上端部との間に配置され、円筒室(21)の中心線方向に幅を有し、貫通孔(60)の内周面に圧接する外周面と、円筒室(21)の中心線方向に幅を有し、ロータ本体の上端部の外周面に圧接する内周面と、を備える弾性体の第二シールリング(8b)と、有する。
Description
本発明は、粘性流体の移動を制限することにより、外力に対して制動力を付与するダンパに関する。
粘性流体の移動を制限することにより、外力に対して制動力を付与するダンパが知られている。この種のダンパは、開口部を有し、粘性流体を保持する流体保持室と、流体保持室内を仕切るとともに、流体保持室の開口部に挿入され、外力により流体保持室に対して相対的に移動あるいは回転する抵抗力発生部材と、流体保持室内を仕切るとともに、流体保持室に対する抵抗力発生部材の相対的な移動あるいは回転に伴い、仕切られた流体保持室内の一方の領域を圧縮し、かつ他方の領域を伸張する容量変更手段と、容量変更手段によって仕切られた流体保持室内の領域間を連結する流路と、を備えている。
例えば、特許文献1には、粘性流体の移動を制限することにより、加えられた回転力に対して制動トルクを発生させるロータリダンパが開示されている。このロータリダンパは、一端が開口した内室を備えたハウジングと、ハウジングの内室に収容されたロータと、ハウジングの内室に充填された粘性流体(流動体)と、ハウジングの開口側端部に取り付けられてハウジングの内室に充填された粘性流体を封じ込めるプラグと、を備える。ハウジングおよびプラグは、流体保持室を構成する。
ロータは、円筒形状のロータ本体と、ハウジングの内室の内周面に向けてロータ本体の外周面から径方向外方に突出した可動ベーンと、を有する。ロータ本体は、抵抗力発生部材に相当する。
ハウジングの内室の内周面には、ロータ本体の外周面に向けて径方向内方に突出し、ハウジングの内室を仕切る固定ベーンが形成されている。固定ベーンは、ロータの可動ベーンとともに容量変更手段を構成する。
ハウジングの固定ベーンには、この固定ベーンによって仕切られるハウジングの内室の領域間を繋ぐ流路(オリフィス)が形成されている。
ハウジングの内室の底面およびプラグには、それぞれロータ本体の端部が回転可能に挿入される貫通孔が形成されている。これらの貫通孔は、流体保持室の開口部に相当する。ロータ本体の一方の端部がハウジングの内室の底面に形成された貫通孔に挿入され、かつロータ本体の他方の端部がプラグに形成された貫通孔に挿入されることにより、ロータは、ハウジングの内室に、この内室に対して相対的に回転可能に収容される。
以上のような構成において、ロータリダンパは、ロータに回転力が加えられて、ロータがハウジングの内室に対して相対的に回転すると、内室の固定ベーンに対してロータ回転方向の上流側に位置する領域が可動ベーンにより圧縮され、この領域の粘性流体に対する圧力が高まる。このため、この領域の粘性流体が、固定ベーンに形成された流路を介して、内室の固定ベーンに対してロータ回転方向の下流側に位置する領域へ移動する。この際、粘性流体の移動抵抗(流路を介した粘性流体の移動の困難性)に応じた制動トルクが発生する。
一般に、粘性流体の移動を制限することにより、外力に対して制動力を付与するダンパにおいて、流体保持室の開口部とこの開口部に挿入された抵抗力発生部材との間には、流体保持室に保持された粘性流体がこの隙間から漏れるのを防止するために、ゴム等の弾性体からなるOリングが配置されている。このため、つぎの問題が生じる。
すなわち、抵抗力発生部材に加ええられた外力によりOリングが弾性変形して、抵抗力発生部材の中心線が流体保持室の中心線から偏心し、軸ずれを引き起こす可能性がある。ここで、Oリングは、断面円形状であるため、径方向に弾性変形すると、抵抗力発生部材および流体保持室の開口部各々との接触面積が変化する。このため、流体保持室の開口部とこの開口部に挿入された抵抗力発生部材との間のシール性が不安定となり、流体保持室に保持された粘性流体がこの隙間から漏れる可能性がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体保持室に保持された粘性流体の漏れをより確実に防止することができるダンパを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のダンパでは、流体保持室とこの流体保持室に挿入される抵抗力発生部材との間に、流体保持室の中心線方向に幅を有し、流体保持室に圧接する外周面と、流体保持室の中心線方向に幅を有し、抵抗力発生部材に圧接する内周面と、を備える円環状の弾性部材を配置している。
例えば、本発明は、粘性流体の移動を制限することにより、外力に対して制動力を発生させるダンパであって、
開口部を有し、前記粘性流体を保持する流体保持室と、
前記流体保持室に挿入され、前記外力により前記流体保持室に対して相対的に移動する抵抗力発生部材と、
前記流体保持室内を仕切るとともに、前記流体保持室に対する前記抵抗力発生部材の相対的な移動に伴い、仕切られた前記流体保持室内の一方の領域を圧縮し、かつ他方の領域を伸張する容量変更手段と、
前記容量変更手段によって仕切られた前記流体保持室内の領域間を連結する流路と、
前記抵抗力発生部材と前記流体保持室との間に配置された円環状の弾性部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記流体保持室の中心線方向に幅を有し、前記抵抗力発生部材に圧接する内周面と、
前記流体保持室の中心線方向に幅を有し、前記流体保持室に圧接する外周面と、を備える。
開口部を有し、前記粘性流体を保持する流体保持室と、
前記流体保持室に挿入され、前記外力により前記流体保持室に対して相対的に移動する抵抗力発生部材と、
前記流体保持室内を仕切るとともに、前記流体保持室に対する前記抵抗力発生部材の相対的な移動に伴い、仕切られた前記流体保持室内の一方の領域を圧縮し、かつ他方の領域を伸張する容量変更手段と、
前記容量変更手段によって仕切られた前記流体保持室内の領域間を連結する流路と、
前記抵抗力発生部材と前記流体保持室との間に配置された円環状の弾性部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記流体保持室の中心線方向に幅を有し、前記抵抗力発生部材に圧接する内周面と、
前記流体保持室の中心線方向に幅を有し、前記流体保持室に圧接する外周面と、を備える。
本発明では、流体保持室とこの流体保持室に挿入される抵抗力発生部材との間に、流体保持室の中心線方向に幅を有する内周面および外周面を備えた円環状の弾性部材を配置している。このため、抵抗力発生部材が軸ずれを起こして、弾性部材が径方向に弾性変形した場合でも、流体保持室および抵抗力発生部材各々と弾性部材との接触面積の変化を小さくすることができる。このため、流体保持室と抵抗力発生材との間のシール性が安定し、流体保持室に保持された粘性流体がこの隙間から漏れる可能性を低減することができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。
図1(A)~図1(C)は、本発明の一実施の形態に係るロータリダンパ1の正面図、側面図、および背面図である。また、図2(A)は、図1(A)に示すロータリダンパ1のA-A断面図であり、図2(B)は、図1(B)に示すロータリダンパ1のB-B断面図である。また、図3(A)および図3(B)は、図2(A)に示すロータリダンパ1のA部拡大図およびB部拡大図であり、図4(A)は、図2(A)に示すロータリダンパ1のC部拡大図であり、図4(B)は、図2(B)に示すロータリダンパ1のD部拡大図である。
本実施の形態に係るロータリダンパ1は、自動車、鉄道車両、航空機、船舶等で用いられるリクライニング機能付きの座席シート等、双方向に回転する回転体の回転運動を制動することが必要とされる装置に利用される。図示するように、本実施の形態に係るロータリダンパ1は、オイル、シリコーン等の粘性流体(不図示)を保持する流体保持室を構成するケース2および蓋6と、流体保持室に対して相対的に回転可能に流体保持室に収容されたロータ3と、を備えている。
図5(A)は、ケース2の正面図であり、図5(B)は、図5(A)に示すケース2のC-C断面図であり、図5(C)は、ケース2の背面図である。
図示するように、ケース2内には、一端が開口した円筒室(底付き円筒状の空間)21が形成されており、この円筒室21の底部22には、流体保持室の開口部として機能するロータ3挿入用の貫通孔23が形成されている。ロータ3は、後述するロータ本体31の下端部33a(図6参照)がこの貫通孔23に挿入されることにより、ロータ3の回転軸30が円筒室21の中心線20と一致するように、円筒室21内に収容される(図2(A)および図4(A)参照)。また、円筒室21の貫通孔23の内周面220には、ロータ本体31の下端部33aに装着された後述の第一シールリング8a(図4(A)参照)の軸方向外方への移動を規制する段差221が形成されている。
また、円筒室21の内周面24には、径方向内方に突出し、先端面26がロータ3の後述するロータ本体31の外周面34(図6参照)と近接して、円筒室21を仕切る一対の仕切り部25が、円筒室21の中心線20に沿って、この中心線20に対して軸対称に形成されている。一対の仕切り部25には、それぞれ、後述の第一シール材4が装着される(図2(B)および図4(B)参照)。また、円筒室21の内周面24の開口側28には、蓋6の後述する雄ネジ部62(図9参照)と螺合する雌ネジ部27が形成されている。
図6(A)および図6(B)は、ロータ3の正面図および側面図であり、図6(C)は、図6(A)に示すロータ3のD-D断面図である。
図示するように、ロータ3は、円筒状のロータ本体31と、ロータ本体31の回転軸30に対して軸対称に形成された一対のベーン(回転翼)32と、を備えている。
ベーン32は、ロータ32の回転軸30に沿って形成され、ロータ本体31の外周面34から径方向外方へ突出し、先端面35がケース2の円筒室21の内周面24と近接して、円筒室21を仕切る。ベーン32は、ケース2の円筒室21の仕切り部25とともに、ベーン32によって仕切られた流体保持室内の一方の領域を圧縮し、かつ他方の領域を伸張する容量変更手段を構成する。
ベーン32には、ロータ3の回転方向に沿ってベーン32の両側面37a、37b間を貫く流路36が形成されている。また、ベーン32には、後述の第二シール材5が装着される(図2(B)および図4(B)参照)。
ロータ本体31は、外部からの回転力により流体保持室に対して相対的に回転する抵抗力発生部材として機能する。ロータ本体31は、下端部33aがケース2の円筒室21の底部22に形成された貫通孔23に回転可能に挿入され(図2(A)および図4(A)参照)、上端部33bが蓋6の後述する貫通孔60(図9参照)に回転可能に挿入される(図2(A)、図3(A)および図3(B)参照)。
ロータ本体31には、外部からの回転力をロータ3に伝達する六角シャフト(不図示)を挿入するための挿入穴38が、回転軸30を中心にして形成されている。ロータ本体31の下端部33aには、後述の第一シールリング8aが回転可能に装着される(図4(A)参照)。そして、ロータ本体31の下端部33aの外周面34には、装着された第一シールリング8aの軸方向内方への移動を規制する段差340aが形成されている。一方、ロータ本体31の上端部33bには、後述の第二シールリング8bが回転可能に装着される(図3(A)および図3(B)参照)。そして、ロータ本体31の上端部33bの外周面34には、装着された第二シールリング8bの軸方向内方への移動を規制する段差340bが形成されている。
図7(A)および図7(B)は、第一シール材4の正面図および背面図であり、図7(C)は、図7(A)に示す第一シール材4のE-E断面図である。
図示するように、第一シール材4は、ケース2の円筒室21に形成された仕切り部25に装着可能なコの字形状を有しており、一端に側壁部41を備えている。第一シール材4は、底部40が仕切り部25の先端面26とロータ3のロータ本体31の外周面34との間に介在することにより、これらの隙間を塞ぐとともに(図4(B)参照)、側壁部41が仕切り部25の上面29と後述する蓋6の下面63との間に介在することにより、これらの隙間を塞ぐ(図3(A)参照)。
なお、第一シール材4は、相対的に回転するケース2およびロータ3間に配置されるため、その素材には、ポリアミド等の摺動性に優れた樹脂を用いることが好ましい。
図8(A)および図8(B)は、第二シール材5の正面図および側面図であり、図8(C)は、図8(A)に示す第二シール材5のF-F断面図である。
図示するように、第二シール材5は、ロータ3のベーン32に装着可能なコの字形状を有しており、ベーン32の回転方向の幅t1(図6(A)参照)より長い幅t2を有する底部50と、底部50の一方の端部51に一体的に形成され、ベーン32に形成された流路36の径方向の幅t3(図6(B)参照)より長い幅t4を有する第一脚部53と、底部50の他方の端部52に一体的に形成され、ベーン32に形成された流路36の径方向の幅t3より短い幅t5を有する第二脚部54と、を有する。
ベーン32に装着された第二シール材5は、底部50がベーン32の先端面35とケース2の円筒室21の内周面24との間に介在することにより、これらの隙間を塞ぐ(図4(B)参照)。また、図2(B)に示すように、ロータ3がケース2の円筒室21に対して相対的に第一回転方向R1に回転すると、第二シール材5の第一脚部53がベーン32の一方の側面37aと当接して、ベーン32に形成された流路36を塞ぐ。一方、ロータ3がケース2の円筒室21に対して相対的に第一回転方向R1の逆回転方向である第二回転方向R2に回転すると、第二シール材5の第一脚部53がベーン32の一方の側面37aから離れ、第二脚部54がベーン32の他方の側面37bに当接して、ベーン32に形成された流路36を開放する(図4(B)参照)。
なお、第二シール材5は、相対的に回転するケース2およびロータ3間に配置されるため、その素材には、ポリアミド等の摺動性に優れた樹脂を用いることが好ましい。
図9(A)~図9(C)は、蓋6の正面図、側面図、および背面図であり、図9(D)は、図9(A)に示す蓋6のG-G断面図である。
図示するように、蓋6には、ケース2の円筒室21の底部22に形成された貫通孔23と対向する位置に、流体保持室の開口部として機能するロータ3挿入用の貫通孔60が形成されている。この貫通孔60には、ロータ3のロータ本体31の上端部33bが挿入される。また、貫通孔60の内周面64には、ロータ本体31の上端部33bに装着された後述の第二シールリング8b(図3(A)参照)の軸方向外方への移動を規制する段差65が形成されている。また、蓋6の下面63は、ロータ3のベーン32の上面39との間に、円筒室21に充填された粘性流体の流路として機能する隙間gを形成する(図3(B)参照)。
また、蓋6の外周面61には、円筒室21の内周面24の開口側28に形成された雌ネジ部27と螺合する雄ネジ部62が形成されており、さらに、その下面63側に、Oリング7を装着するための溝66が周方向に形成されている。Oリング7は、溝66に装着され、蓋6の外周面61と円筒室21の内周面24との間に介在して、蓋6の雄ネジ部62と円筒室21の雌ネジ部27との螺合部分から粘性流体が外部に漏れるのを防止する(図3(A)および図3(B)参照)。
図10(A)は、第一、第二シールリング8a、8bの正面図であり、図10(B)は、図10(A)に示す第一、第二シールリング8a、8bのH-H断面図であり、図10(C)は、図10(A)に示す第一、第二シールリング8a、8bのE部拡大図であり、図10(D)は、図10(B)に示す第一、第二シールリング8a、8bのF部拡大図である。
図示するように、第一シールリング8aおよび第二シールリング8bは、ニトリルブタジエンゴム(NBR)等の弾性体で形成された円環状部材であり、第一シールリング8aにおいては、ロータ3のロータ本体31の下端部33aの外径d4より小さな内径d1と、ケース2の円筒室21の貫通孔23の内径(段差221の外径)d3より大きな外径d2と、を有し、第二シールリング8bにおいては、ロータ3のロータ本体31の上端部33bの外径d5より小さな内径d1と、蓋6の貫通孔60の内径(段差65の外径)d6より大きな外径d2と、を有する。また、第一シールリング8aおよび第二シールリング8bは、断面矩形状の内周側円環部81と、断面矩形状の外周側円環部82と、連結部83と、を有する。
内周側円環部81は、ケース2の円筒室21の中心線20と一致する中心線80の方向に平坦な幅t6の内周面84を有する。内周面84が中心線80の方向に平坦な幅t6を有することにより、第一シールリング8aおよび第二シールリング8bが径方向に弾性変形した場合における内周面84と相手面との接触面積の変化を抑制することができる。なお、内周面84は、第一シールリング8aにおいてはロータ3のロータ本体31の下端部33aの外周面34に圧接し、第二シールリング8bにおいてはロータ3のロータ本体31の上端部33bの外周面34に圧接する。また、内周面84には、グリース溝86が円周方向に形成されており、グリースがこのグリース溝86に充填される。
外周側円環部82は、ケース2の円筒室21の中心線20と一致する中心線80の方向に平坦な幅t7の外周面85を有する。外周面85が中心線80の方向に平坦な幅t7を有することにより、第一シールリング8aおよび第二シールリング8bが径方向に弾性変形した場合における外周面85と相手面との接触面積の変化を抑制することができる。なお、外周面85は、第一シールリング8aにおいてはケース2の円筒室21の貫通孔23の内周面220に圧接し、第二シールリング8bにおいては蓋6の貫通孔60の内周面64に圧接する。
ここで、内周側円環部81の内周面84の幅t6は、外周側円環部82の外周面85の幅t7より狭い。このため、内周側円環部81の内周面84の摩擦抵抗が外周側円環部82の外周面85の摩擦抵抗より小さくなる。したがって、ロータ3がケース2の円筒室21に対して相対的に回転した場合、摩擦係数の低い内周側円環部81の内周面84において、この内周面84が圧接するロータ3のロータ本体31の下端部33aあるいは上端部33bの外周面34との摺動が発生し、摩擦係数の高い外周側円環部82の外周面85においては、この外周面85が圧接するケース2の円筒室21の貫通孔23の内周面220あるいは蓋6の貫通孔60の内周面64と摺動せずに密着状態となる。
連結部83は、内周側円環部81および外周側円環部82間に配されて、両者を連結する。また、連結部83は、中心線80の方向において、内周側円環部81および外周側円環部82よりも狭い幅t8を有している。このため、第一シールリング8aおよび第二シールリング8bに応力が加わった場合に、連結部83が弾性変形してこの応力を吸収することにより、内周側円環部81および外周側円環部82の弾性変形が抑制される。
上記構成のロータリダンパ1において、ロータ3がケース2の円筒室21に対して相対的に第一回転方向R1に回転移動すると(図2(B)参照)、第二シール材5の第一脚部53がベーン32の一方の側面37aと当接して、ベーン32に形成された流路36を塞ぐ。このとき、ケース2の円筒室21の仕切り部25に装着された第一シール材4により、仕切り部25の先端面26とロータ3のロータ本体31の外周面34との隙間、および蓋6の下面63と仕切り部25の上面29との隙間が塞がれ、かつ、ロータ3のベーン32に装着された第二シール材5により、ベーン32の先端面35とケース2の円筒室21の内周面24との隙間が塞がれている(図3(A)および図4(B)参照)。したがって、円筒室21内に充填された粘性流体の移動が、蓋6の下面63とロータ3のベーン32の上面38との隙間gを介してのみに制限され(図3(B)参照)、ベーン32とベーン32に対して第一回転方向R1側に位置する仕切り部25とにより区切られた領域21a(図2(B)参照)内の粘性流体に対する圧力が高まる。このため、強い制動トルクが発生する。
一方、ロータ3がケース2の円筒室21に対して相対的に第二回転方向R2に回転移動すると(図2(B)参照)、第二シール材5の第一脚部53がベーン32の一方の側面37aから離れて、ベーン32に形成された流路36を開放する。したがって、円筒室21内に充填された粘性流体の移動が、蓋6の下面63とロータ3のベーン32の上面38との隙間gに加えて、ベーン32に形成された流路36を介して行われるため、ベーン32とベーン32に対して第二回転方向R2側に位置する仕切り部25とにより区切られた領域21b(図2(B)参照)内の粘性流体に対する圧力は、ロータ3がケース2の円筒室21に対して相対的に第一回転方向R1に回転した場合に比べて高くならない。このため、ロータ3がケース2の円筒室21に対して相対的に第一回転方向R1に回転した場合よりも弱い制動トルクが発生する。
以上、本発明の一実施の形態を説明した。
本実施の形態では、ケース2の円筒室21の貫通孔23とロータ3のロータ本体31の下端部33aとの間に、円筒室21の中心線20の方向に平坦な幅t7を有し、貫通孔23の内周面220に圧接する外周面85と、円筒室21の中心線20の方向に平坦な幅t6を有し、ロータ本体31の下端部33aの外周面34に圧接する内周面84と、を備える弾性体の第一シールリング8aを配置するとともに、蓋6の貫通孔60とロータ本体31の上端部33bとの間に、円筒室21の中心線20の方向に平坦な幅t7を有し、貫通孔60の内周面64に圧接する外周面85と、円筒室21の中心線20の方向に平坦な幅t6を有し、ロータ本体31の上端部33bの外周面34に圧接する内周面84と、を備える弾性体の第二シールリング8bを配置している。
このため、第一、第二シールリング8a、8bの代わりに断面円形状のOリングを用いた場合に比べて、ロータ3が軸ずれを起こして、第一、第二シールリング8a、8bが径方向に弾性変形した場合における、第一シールリング8aとロータ本体31の下端部33aとの接触面積、第一シールリング8aと円筒室21の貫通孔23との接触面積、第二シールリング8bとロータ本体31の上端部33bとの接触面積、および第二シールリング8bと蓋6の貫通孔60との接触面積の変化を抑制することができる。これにより、円筒室21の貫通孔23とロータ本体31の下端部33aとの間、および、蓋6の貫通孔60とロータ本体31の上端部33bとの間のシール性が安定して、円筒室21内に充填された粘性流体がこれらの隙間から漏れる可能性を低減することができる。
また、本実施の形態によれば、第一、第二シールリング8a、8bの内周面84の幅t6を外周面85の幅t7より狭くしている。このため、内周面84の摩擦抵抗が外周面85の摩擦抵抗より小さくなり、ロータ3がケース2の円筒室21に対して相対的に回転した場合、摩擦係数の低い内周面84において相手面(第一シールリング8aではロータ本体31の下端部33aの外周面34が該当し、第二シールリング8bではロータ本体31の上端部33bの外周面34が該当する)との摺動が発生し、摩擦係数の高い外周面85は相手面(第一シールリング8aでは円筒室21の貫通孔23の内周面220が該当し、第二シールリング8bでは蓋6の貫通孔60の内周面64が該当する)と摺動せずに密着状態となる。したがって、周長の短い内周面84においてのみ、相手面との摺動が発生するため、第一シールリング8aおよび第二シールリング8bの摩耗量を減らして、寿命を延ばすことができる。
また、本実施の形態によれば、第一、第二シールリング8a、8bの内周面84にグリース溝86を円周方向に形成して、このグリース溝86にグリースを充填している。このため、第一、第二シールリング8a、8bとロータ3との摩擦抵抗を小さくして、ロータ3をより滑らかに摺動させることができる。
また、本実施の形態において、第一、第二シールリング8a、8bは、内周面84を含む断面矩形状の内周側円環部81と、外周面85を含む断面矩形状の外周側円環部82と、内周側円環部81と外周側円環部82とを連結する連結部83と、を備えており、連結部83は、円筒室21の中心線20の方向において、内周側円環部81および外周側円環部82より狭い幅t8を有している。このため、第一、第二シールリング8a、8bに応力が加わった場合に、連結部82が弾性変形してこの応力を吸収することにより、内周側円環部81および外周側円環部82の弾性変形が抑制され、第一シールリング8aとロータ本体31の下端部33aとの接触面積、第一シールリング8aと円筒室21の貫通孔23との接触面積、第二シールリング8bとロータ本体31の上端部33bとの接触面積、および、第二シールリング8bと蓋6の貫通孔60との接触面積の変化をさらに抑制することができる。したがって、円筒室21の貫通孔23とロータ本体31の下端部33aとの間、および、蓋6の貫通孔60とロータ本体31の上端部33bとの間のシール性がさらに安定して、円筒室21内に充填された粘性流体がこれらの隙間から漏れる可能性をより低減することができる。
また、本実施の形態では、ケース2の円筒室21の貫通孔23の内周面220に、ロータ3のロータ本体31の下端部33aに装着された第一シールリング8aの軸方向外方への移動を規制する段差221を形成するとともに、ロータ本体31の下端部33aの外周面34に、装着された第一シールリング8aの軸方向内方への移動を規制する段差340aを形成している。これにより、ロータ本体31の下端部33aに装着された第一シールリング8aの軸方向への移動が規制され、第一シールリング8aによるシール性をより向上させることができる。
同様に、本実施の形態では、蓋6の貫通孔60の内周面64に、ロータ3のロータ本体31の上端部33bに装着された第二シールリング8bの軸方向外方への移動を規制する段差65を形成するとともに、ロータ本体31の上端部33bの外周面34に、装着された第二シールリング8bの軸方向内方への移動を規制する段差340bを形成している。これにより、ロータ本体31の上端部33bに装着された第二シールリング8bの軸方向への移動が規制され、第二シールリング8bによるシール性をより向上させることができる。
また、本実施の形態によれば、第一、第二シール材4、5にポリアミド等の摺動性に優れた樹脂を用いることにより、第一、第二シール材4、5がロータ3のロータ本体31の外周面34を摺動可能に支持する滑り軸受として機能するため、外部からの回転力をロータ3に伝達する六角シャフトの偏心等によるガタつきを吸収して、六角シャフトを滑らかに回転させることができる。
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、上記の実施の形態では、第一、第二シールリング8a、8bとして、内周面84を含む断面矩形状の内周側円環部81と、外周面85を含む断面矩形状の外周側円環部82と、内周側円環部81と外周側円環部82とを連結する連結部83と、を有するものを用いているが、本発明はこれに限定されない。第一、第二シールリング8a、8bは、円筒室21の中心線20の方向に幅t6を有する内周面84と、円筒室21の中心線20の方向に幅t7を有する外周面85と、を備えているものであればよい。例えば、内周面84および外周面85を備えた断面矩形状の円環部材であってもよい。
また、上記の実施の形態では、第一、第二シールリング8a、8bの内周面84の幅t6を外周面85の幅t7より狭くして、内周面84において相手面との摺動を生じさせている。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、第一、第二シールリング8a、8bの外周面85の幅t7を内周面84の幅t6より狭くして、外周面85において相手面との摺動を生じさせてもよい。あるいは、第一、第二シールリング8a、8bの内周面84の幅t6と外周面85の幅t7とを同じにして、内周面84および外周面85の両方において相手面との摺動を生じさせてもよい。
また、上記の実施の形態では、第一、第二シールリング8a、8bの内周面84にグリース溝86を円周方向に形成して、このグリース溝86にグリースを充填している。しかし、本発明はこれに限定されない。相手面と摺動する、第一、第二シールリング8a、8bの内周面84および外周面85の少なくとも一方に、グリース溝を円周方向に形成して、このグリース溝にグリースを充填すればよい。
また、上記の実施の形態では、第一、第二シールリング8a、8bの内周面84および外周面85を、円筒室21の中心線20の方向において平坦な面としているが、本発明はこれに限定されない。第一、第二シールリング8a、8bの内周面84および外周面85は、円筒室21の中心線20の方向に幅を有するものであればよい。
図11(A)は、第一、第二シールリング8a、8bの変形例8’a、8’bの正面図であり、図11(B)は、図11(A)に示す変形例8’a、8’bのI-I断面図であり、図11(C)は、図11(B)に示す変形例8’a、8’bのG部拡大図である。
この変形例8’a、8’bは、第一、第二シールリング8a、8bと同様、ニトリルブタジエンゴム等の弾性体で形成された円環状部材であり、第一シールリング8aの変形例8’aにおいては、ロータ3のロータ本体31の下端部33aの外径d4より小さな内径d1と、ケース2の円筒室21の貫通孔23の内径(段差221の外径)d3より大きな外径d2と、を有し、第二シールリング8bの変形例8’bにおいては、ロータ3のロータ本体31の上端部33bの外径d5より小さな内径d1と、蓋6の貫通孔60の内径(段差65の外径)d6より大きな外径d2と、を有する。また、この変形例8’a、8’bは、中心線80の方向に幅t6を有する内周面84’と、中心線80の方向に幅t7を有する外周面85’と、を有する。ここでは、内周面84’の幅t6および外周面85’の幅t7を同じにしているが、両者を異ならせてもよい。
内周面84’は、ケース2の円筒室21の中心線20と一致する中心線80の方向において、変形例8’a、8’bの径方向の幅t9の半分よりも長い半径r1を有する円弧状の面であり、第一シールリング8aの変形例8’aにおいてはロータ3のロータ本体31の下端部33aの外周面34に圧接し、第二シールリング8bの変形例8’bにおいてはロータ3のロータ本体31の上端部33bの外周面34に圧接する。同様に、外周面85’は、中心線80の方向において、変形例8’a、8’bの径方向の幅t9の半分よりも長い半径r2を有する円弧状の面であり、第一シールリング8aの変形例8’aにおいてはケース2の円筒室21の貫通孔23の内周面220に圧接し、第二シールリング8bの変形例8’bにおいては蓋6の貫通孔60の内周面64に圧接する。
このような構成にした場合でも、内周面84’および外周面85’の曲率を変形例8’a、8’bと代替可能なOリングに比べて小さくすることができる。したがって、変形例8’a、8’bが径方向に弾性変形した場合における内周面84’および外周面85’のそれぞれと相手面との接触面積の変化を抑制することができ、シール性を向上させることができる。
また、上記の実施の形態では、円筒室21に一対の仕切り部25を設けるとともに、ロータ3に一対のベーン32を設けた場合を例にとり説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。円筒室21に形成された仕切り部25およびロータ3に形成されたベーン32が同数であれば、1または3以上形成されていてもよい。
また、上記の実施の形態では、ベーン32に装着された第二シール材5に、ベーン32に形成された流路36を開閉する逆止弁の機能を持たせているが、本発明はこれに限定されない。ロータ3が円筒室21に対して相対的に第一回転方向R1に回転すると、ベーン32に形成された流路36を塞ぎ、ロータ3が円筒室21に対して相対的に第二回転方向R2に回転すると、ベーン32に形成された流路36を開放する逆止弁を、第二シール材5とは別個に設けてもよい。
また、上記の実施の形態では、ベーン32に、ロータ3の回転方向に沿ってベーン32の両側面37a、37bを貫く流路36を形成しているが、本発明はこれに限定されない。ベーン32に代えて、あるいはベーン32とともに、仕切り部25に、ロータ3の回転方向に沿って仕切り部25の両側面を貫く流路を形成してもよい。この場合、ロータ3が円筒室21に対して相対的に第一回転方向R1に回転すると、仕切り部25に形成された流路を塞ぎ、ロータ3が円筒室21に対して相対的に第二回転方向R2に回転すると、仕切り部25に形成された流路を開放する逆止弁を設けてもよい。
なお、仕切り部25に流路を形成する場合、第一シール材4を第二シール材5と同様の形状、すなわち、仕切り部25の内周縁の周方向幅より長い幅を有する底部と、底部の一方の端部に一体的に形成され、仕切り部25に形成された流路の径方向の幅より長い幅を有する第一脚部と、底部の他方の端部に一体的に形成され、仕切り部25に形成された流路の径方向の幅より短い幅を有する第二脚部と、を有する形状としてもよい。そして、ロータ3が円筒室21に対して相対的に第一回転方向R1に回転すると、第一シール材4の第一脚部が仕切り部25の一方の側面と当接して、仕切り部25に形成された流路を塞ぎ、ロータ3が円筒室21に対して相対的に第二回転方向R2に回転すると、第一シール材4の第一脚部が仕切り部25の一方の側面から離れ、第二脚部が仕切り部25の他方の側面に当接して、仕切り部25に形成された流路を開放する逆止弁としての機能を、第一シール材4に持たせてもよい。
また、ベーン32に流路36を形成しない場合、第二シール材5は、ベーン32の先端面35と円筒室21の内周面24との隙間を塞ぐことができるものであれば、どのような形状でもよい。
また、上記の実施の形態では、円筒室21の内周面24の開口側28に雌ネジ部27を形成するとともに、蓋6の外周面61にこの雌ネジ部27と螺合する雄ネジ部62を形成することにより、蓋6をケース2に取り付けている。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、蓋6をケース2にボルトで取り付けてもよいし、リベットで取り付けてもよい。あるいは、溶接、接着剤等により取り付けても構わない。
また、上記の実施の形態では、外部からロータ3に回転力を加えることにより、ロータ3をケース2の円筒室21に対して相対的に回転させている。しかし、本発明はこれに限定されない。外部からケース2に回転力を加えることにより、ロータ3をケース2の円筒室21に対して相対的に回転させてもよい。
また、上記の実施の形態では、ロータ3が円筒室21に対して相対的に第一回転方向R1に回転した場合に、ロータ3が円筒室21に対して相対的に第二回転方向R2に回転した場合よりも強い制動トルクを発生させる、いわゆる一方向性のロータリダンパを例にとり説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明は、第一回転方向R1および第二回転方向R2の両方向において、ベーン32あるいは仕切り部25に形成された流路を流れる粘性流体の移動抵抗(流路を介した粘性流体の移動の困難性)に応じた制動トルクを発生させる、いわゆる双方向性のロータリダンパにも適用可能である。この場合、第二シール材5に逆止弁の機能は不要である。第二シール部材5は、ベーン32の先端面35と円筒室21の内周面24との隙間を塞ぐことができるものであればよい。
また、上記の実施の形態では、粘性流体の移動を制限することにより、外部から加えられた回転力に対して制動トルクを発生させるロータリダンパ1を例にとり説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。本発明は、粘性流体の移動を制限することにより、外力に対して制動力を発生させるダンパに広く適用可能である。
図12(A)は、本発明の他の実施の形態に係る直動式ダンパ9の側面図であり、図12(B)は、図12(A)に示す直動式ダンパ9のJ-J断面図である。
本実施の形態に係る直動式ダンパ9は、高さ調整機能付きの椅子、可動棚等、移動体の直線運動を制動することが必要とされる装置に利用される。図示するように、直動式ダンパ9は、オイル、シリコーン等の粘性流体(不図示)を保持する流体保持室を構成するケース920および蓋960と、流体保持室に対して中心線902の方向に相対的に直線移動可能に流体保持室に収容されたシャフト930と、を備えている。
ケース920内には、一端が開口した円筒室(底付き円筒状の空間)921が形成されており、この円筒室921の底部922には、シャフト930挿入用の挿入穴923が形成されている。シャフト930は、後述するシャフト本体931の一方の端部933aがこの挿入穴923に挿入されることにより、シャフト930の中心線903が円筒室921の中心線902と一致するように、円筒室921内に収容される。
挿入穴923の内周面929には、第一シールリング980aを装着するための装着部927が円環溝状に形成されている。また、挿入穴923の底部925には、エア抜き用の貫通孔926が形成されている。また、円筒室921の内周面924の開口側928には、螺合、接着、溶接、ネジ留め、ビス留め等により、蓋960が取り付けられる。
シャフト930は、円柱状のシャフト本体931と、シャフト本体931の中央付近に形成されたフランジ932と、を備えている。
フランジ932は、シャフト本体931の中央付近において、シャフト本体931の外周面934から径方向外方へ張り出し、先端面935がケース920の円筒室921の内周面924と近接して、円筒室921を仕切る。フランジ932は、シャフト930の中心線903方向の直線運動に伴い、フランジ932によって仕切られた流体保持室内の一方の領域を圧縮し、かつ他方の領域を伸張する容量変更手段を構成する。また、フランジ932には、シャフト930の中心線903方向に沿ってフランジ932の両側面937a、937b間を貫く流路936が形成されている。流路936には、シャフト930が円筒室921の中心線902に沿って第一移動方向L1に移動すると、流路936を閉門し、第一移動方向L1の反対方向である第二移動方向L2に移動すると、流路936を開門する逆止弁970が取り付けられている。また、フランジ932の外周面935は、ケース920の円筒室921の内周面924との間に、円筒室921に充填された粘性流体の流路として機能する隙間g’を形成する。
シャフト本体931は、シャフト930の中心線903方向の外力により流体保持室に対して相対的に円筒室921の中心線902の方向に移動する抵抗力発生部材として機能する。シャフト本体931は、一方の端部933a側が、ケース920の円筒室921の底部922に形成された挿入穴923に、円筒室921の中心線902の方向へ移動可能に挿入され、他方の端部933b側が、蓋960の貫通孔961に、円筒室921の中心線902の方向へ移動可能に挿入される。
シャフト931の一方の端部933aには、第一シールリング980aがシャフト本体931に対して摺動可能に装着される。また、シャフト本体931の他方の端部933bには、第二シールリング980bがシャフト本体931に対して摺動可能に装着される。
蓋960には、ケース920の円筒室921の底部922に形成された挿入穴923と対向する位置に、流体保持室の開口部として機能するシャフト930挿入用の貫通孔961が形成されている。この貫通孔961には、シャフト930のシャフト本体931の他方の端部933bが挿入される。また、貫通孔961の内周面964には、第二シールリング980bを装着するための装着部962が円環溝状に形成されている。
第一、第二シールリング980a、980bは、ニトリルブタジエンゴム等の弾性体で形成された円環状部材である。第一シールリング980aは、円筒室921の中心線902の方向に幅を有し、シャフト本体931の外周面934と摺動可能に圧接する内周面と、円筒室921の中心線902の方向に幅を有し、ケース920の挿入穴923の内周面929に形成された装着部927の溝底と圧接する外周面と、を有する。また、第二シールリング980bは、円筒室921の中心線902の方向に幅を有し、シャフト本体931の外周面934と摺動可能に圧接する内周面と、円筒室921の中心線902の方向に幅を有し、蓋960の貫通孔961の内周面964に形成された装着部962の溝底と圧接する外周面と、を有する。ここで、第一、第二シールリング980a、980bには、例えば、図10に示す第一、第二シールリング8a、8b、あるいは図11に示す第一、第二シールリング8a、8bの変形例8’a、8’b等を用いることができる。
上記構成の直動式ダンパ9において、シャフト930あるいはケース920に加えられた外力により、シャフト930がケース920の円筒室921に対して相対的に第一移動方向L1に直線移動すると、逆止弁970が流路936を塞ぐ。したがって、円筒室921内に充填された粘性流体の移動が、シャフト930のフランジ932の外周面935と円筒室921の内周面924との隙間g’を介してのみに制限され、フランジ930に対して第一移動方向L1側の領域921a内の粘性流体に対する圧力が高まる。このため、強い制動トルクが発生する。
一方、シャフト930あるいはケース920に加えられた外力により、シャフト930がケース920の円筒室921に対して相対的に第二移動方向L2に直線移動すると、逆止弁970が流路936を開放する。したがって、円筒室921内に充填された粘性流体の移動が、フランジ932の外周面935と円筒室921の内周面924との隙間g’に加えて、フランジ932に形成された流路936を介して行われるため、フランジ930に対して第二移動方向L2側の領域921b内の粘性流体に対する圧力は、シャフト930がケース920の円筒室921に対して相対的に第一移動方向L1に移動した場合に比べて高くならない。このため、シャフト930がケース920の円筒室921に対して相対的に第一移動方向L1に移動した場合よりも弱い制動トルクが発生する。
上記構成の直動式ダンパ9においても、図1に示すロータリダンパ1と同様の効果を奏する。すなわち、直動式ダンパ9では、ケース920の円筒室921の挿入穴923とシャフト930のシャフト本体931の一方の端部933aとの間に、円筒室921の中心線902の方向に平坦な幅を有し、シャフト本体931の外周面934と摺動可能に圧接する内周面と、円筒室921の中心線902の方向に幅を有し、ケース920の挿入穴923の内周面929に形成された装着部927の溝底と圧接する外周面と、を有する第一シールリング980aを配置するとともに、蓋960の貫通孔961とシャフト本体931の他方の端部933bとの間に、円筒室921の中心線902の方向に幅を有し、シャフト本体931の外周面934と摺動可能に圧接する内周面と、円筒室921の中心線902の方向に幅を有し、蓋960の貫通孔961の内周面964に形成された装着部962の溝底と圧接する外周面と、を有する第二シールリング980bを配置している。
このため、第一、第二シールリング980a、980bの代わりに断面円形状のOリングを用いた場合に比べ、シャフト930が軸ずれを起こして、第一、第二シールリング980a、980bが径方向に弾性変形した場合における、第一シールリング980aとシャフト本体931の一方の端部933aとの接触面積、第一シールリング980aと円筒室921の挿入穴923に形成された装着部927の溝底との接触面積、第二シールリング980bとシャフト本体931の他方の端部933bとの接触面積、および、第二シールリング980bと蓋960の貫通孔961に形成された装着部962の溝底との接触面積の変化を抑制することができる。これにより、円筒室921の挿入穴923とシャフト本体931の一方の端部933aとの間、および、蓋960の貫通孔961とシャフト本体931の他方の端部933bとの間のシール性が安定して、円筒室921内に充填された粘性流体がこれらの隙間から漏れる可能性を低減することができる。
1:ロータリダンパ、 2、920:ケース、 3:ロータ、 4:第一シール材、 5:第二シール材、 6、960:蓋、 7:Oリング、 8a、980a:第一シールリング、 8b、980b:第二シールリング、 9:直動式ダンパ、 21、921:円筒室、 22:円筒室21の底部、 23:円筒室21の貫通孔、 24:円筒室21の内周面、 25:仕切り部、 26:仕切り部25の先端面、 27:雌ネジ部、 28:円筒室21の開口側、 29:仕切り部25の上面、 31:ロータ本体、 32:ベーン、 33a:ロータ本体31の下端部、 33b:ロータ本体31の上端部、 34:ロータ本体31の外周面、 35:ベーン32の先端面、 36、936:流路、 37a、37b:ベーン32の側面、 38:ロータ本体31の挿入穴、 39:ベーン32の上面、 40:第一シール材4の底部、 41:第一シール材4の側壁部、 50:第二シール材5の底部、 51、52:第二シール材5の底部50の端部、 53:第二シール材5の第一脚部、 54:第二シール材5の第二脚部、 60:蓋6の貫通孔、 61:蓋6の外周面、 62:雄ネジ部、 63:蓋6の下面、64:貫通孔60の内周面、 65:内周面64の段差、 66:蓋6の溝、 81:内周側円環部、 82:外周側円環部、 83:連結部、 84:内周側円環部81の内周面、 85:外周側円環部82の外周面、 86:グリース溝、 220:貫通孔23の内周面、 221:内周面220の段差、 340a:下端部33aの外周面34の段差、 340b:上端部33bの外周面34の段差、 922:円筒室921の底部、 923:挿入穴、 924:円筒室921の内周面、 925:挿入穴923の底部、 926:エア抜き用の貫通孔、 927:第一シールリング980aの装着部、 928:円筒室921の開口側、 929:挿入穴923の内周面、 930:シャフト、 931:シャフト本体、 932:フランジ、 933a、933b:シャフト本体931の端部、 934:シャフト本体931の外周面、 935:フランジ932の外周面、 937a、937b:フランジ932の側面、 961:蓋960の貫通孔、 962:第二シールリング980bの装着部、 964:貫通孔961の内周面、 970:逆止弁
Claims (12)
- 粘性流体の移動を制限することにより、外力に対して制動力を発生させるダンパであって、
開口部を有し、前記粘性流体を保持する流体保持室と、
前記流体保持室に挿入され、前記外力により前記流体保持室に対して相対的に移動する抵抗力発生部材と、
前記流体保持室内を仕切るとともに、前記流体保持室に対する前記抵抗力発生部材の相対的な移動に伴い、仕切られた前記流体保持室内の一方の領域を圧縮し、かつ他方の領域を伸張する容量変更手段と、
前記容量変更手段によって仕切られた前記流体保持室内の領域間を連結する流路と、
前記抵抗力発生部材と前記流体保持室との間に配置された円環状の弾性部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記流体保持室の中心線方向に幅を有し、前記抵抗力発生部材に圧接する内周面と、
前記流体保持室の中心線方向に幅を有し、前記流体保持室に圧接する外周面と、を備える
ことを特徴とするダンパ。 - 請求項1に記載のダンパであって、
前記弾性部材の前記内周面および前記外周面の少なくとも一方は、
前記流体保持室の中心線方向において平坦面である
ことを特徴とするダンパ。 - 請求項1に記載のダンパであって、
前記弾性部材の前記内周面および前記外周面の少なくとも一方は、
前記流体保持室の中心線方向において、前記弾性部材の径方向の幅の半分よりも長い半径の円弧面である
ことを特徴とするダンパ。 - 請求項1ないし3のいずれか一項に記載のダンパであって、
前記弾性部材は、
前記弾性部材の前記内周面および前記外周面の前記流体保持室の中心線方向における一方の幅が、前記弾性部材の前記内周面および前記外周面の前記流体保持室の中心線方向における他方の幅より狭い
ことを特徴とするダンパ。 - 請求項1ないし4のいずれか一項に記載のダンパであって、
前記弾性部材は、
前記弾性部材の前記内周面および前記外周面の少なくとも一方に円周方向の溝が形成されている
ことを特徴とするダンパ。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載のダンパであって、
前記弾性部材は、
前記弾性部材の前記内周面を含む断面矩形状の内周側円環部と、
前記弾性部材の前記外周面を含む断面矩形状の外周側円環部と、
前記内周側円環部と前記外周側円環部とを連結する連結部と、を有し、
前記連結部は、
前記流体保持室の中心線方向において、前記内周側円環部および前記外周側円環部より狭い幅を有する
ことを特徴とするダンパ。 - 請求項1ないし6のいずれか一項に記載のダンパであって、
前記抵抗力発生部材には、
前記流体保持室の前記開口部と対向する外周面に、前記弾性部材の軸方向内方への移動を規制する段差が形成されている
ことを特徴とするダンパ。 - 請求項1ないし7のいずれか一項に記載のダンパであって、
前記流体保持室の前記開口部は、
前記抵抗力発生部材と対面する内周面に、前記弾性部材の軸方向外方への移動を規制する段差が形成されている
ことを特徴するダンパ。 - 請求項1ないし8のいずれか一項に記載のダンパであって、
前記抵抗力発生部材が前記流体保持室の中心線に沿って前記流体保持室に対して相対的に第一移動方向に直線移動した場合、あるいは、前記抵抗力発生部材が前記流体保持室に対して相対的に第一回転方向に回転移動した場合に、前記流路を閉門し、前記抵抗力発生部材が前記流体保持室の中心線に沿って前記流体保持室に対して相対的に前記第一移動方向の逆方向である第二移動方向に直線移動した場合、あるいは、前記抵抗力発生部材が前記流体保持室に対して相対的に前記第一回転方向の逆回転方向である第二回転方向に回転移動した場合に、前記流路を開門する逆止弁をさらに備える
ことを特徴とするダンパ。 - 請求項1ないし9のいずれか一項に記載のダンパであって、
前記流体保持室は、
一端が開口した円筒状のケースと、
前記ケースの開口側の端部に取り付けられて前記粘性流体を前記ケース内に封じ込む蓋と、を有し、
前記流体保持室の前記開口部は、
前記ケースの他端および前記蓋の少なくとも一方に形成されている
ことを特徴とするダンパ。 - 請求項1ないし10のいずれか一項に記載のダンパであって、
前記抵抗力発生部材は、
前記流体保持室に挿入され、前記外力として加えられた回転力により、前記流体保持室に対して相対的に回転するように当該流体保持室に収容されたロータ本体であり、
前記容量変更手段は、
前記流体保持室の中心線に沿って当該流体保持室の内周面から径方向内方に突出し、当該流体保持室を仕切る仕切り部と、
前記流体保持室の中心線に沿って前記ロータ本体の外周面から径方向外方に突出し、先端面が前記流体保持室の内周面と近接して、当該流体保持室内を仕切るベーンと、を有する
ことを特徴とするダンパ。 - 請求項11に記載のダンパであって、
前記流路は、
前記容量変更手段の前記仕切り部あるいは前記ベーンに設けられ、当該仕切り部あるいは当該ベーンによって仕切られる前記流体保持室内の領域間を連結する
ことを特徴とするダンパ。
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