特許 7523182 ロータリーダンパ及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-18

(45)【発行日】2024-07-26

(54)【発明の名称】ロータリーダンパ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/14 20060101AFI20240719BHJP

【ＦＩ】

F16F9/14 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023532857

(86)(22)【出願日】2021-07-03

(86)【国際出願番号】 JP2021025228

(87)【国際公開番号】W WO2023281554

(87)【国際公開日】2023-01-12

【審査請求日】2024-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】519184930

【氏名又は名称】株式会社ソミックマネージメントホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】110000589

【氏名又は名称】弁理士法人センダ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 勝巳

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 圭吾

【審査官】杉山 豊博

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０８２２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第０３／０４６４０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０２１４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１４１２４２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ ９／１４

Ａ４７Ｋ １３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

隔壁を有するシリンダーと、前記隔壁に対向する軸部を有するローターと、前記隔壁の先端面に形成される第１凹部と、第１凹部の中に設置され、前記軸部に密着することによって、前記隔壁と前記軸部の間隙をシールする弾性体と、作動時に前記隔壁の先端面に対面しない前記軸部の外周面の一部分に形成され、組立時に開口部を第１凹部の開口部に対面させることによって、前記弾性体を圧縮することなく挿入することができる空間を作る第２凹部を備えるロータリーダンパ。

【請求項2】

前記軸部から突出するベーンと、前記隔壁又は前記ベーンに形成される第１油路と、第１油路を一方向に通過するオイルの流量を負荷に応じて変化させるバルブを備える請求項１に記載のロータリーダンパ。

【請求項3】

第１油路が形成されていない前記隔壁又は前記ベーンに形成される第２油路と、第２油路に設けられる逆止弁を備える請求項２に記載のロータリーダンパ。

【請求項4】

隔壁を有するシリンダーと、前記隔壁に対向する軸部を有するローターと、前記隔壁の先端面に形成される第１凹部と、第１凹部の中に設置され、前記軸部に密着することによって、前記隔壁と前記軸部の間隙をシールする弾性体と、作動時に前記隔壁の先端面に対面しない前記軸部の外周面の一部分に形成される第２凹部を備えるロータリーダンパの製造方法であって、第２凹部の開口部を第１凹部の開口部に対面させることによって、第１凹部と第２凹部の組み合わせからなる空間を作り、前記空間に前記弾性体を圧縮することなく挿入する工程を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータリーダンパ及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、隔壁を有するシリンダーと、前記隔壁に対向する軸部を有するローターを備えるロータリーダンパが知られている。しかしながら、従来のロータリーダンパでは、前記隔壁と前記軸部の間隙からオイルが流出するという問題があった。前記隔壁と前記軸部の間隙からのオイルの流出は、ロータリーダンパの特性を低下させる一因となっていた。

【0003】

国際公開２００３／０４６４０５号は、隔壁を有するシリンダーと、前記隔壁に対向する軸部を有するローターと、前記軸部から突出するベーンと、前記ベーンに形成される油路と、前記油路を一方向に通過するオイルの流量を負荷に応じて変化させるバルブを備えるロータリーダンパを開示している。このロータリーダンパは、動作時間、すなわち、前記ローター又はシリンダーが一定の回転角を回転するのに要する時間が負荷の変化によって殆ど変化しないという特性を有する。しかしながら、前記隔壁と前記軸部の間隙からオイルが流出し、それにより、前記バルブに対して前記バルブが機能するのに十分な量のオイルが供給されないため、前記特性が低下するという問題があった。

【0004】

国際公開２０１２／１４１２４２号は、隔壁を有するシリンダーと、前記隔壁に対向する軸部を有するローターと、前記軸部から突出するベーンと、前記ベーンに形成される油路と、前記油路に設けられる逆止弁を備えるロータリーダンパを開示している。このロータリーダンパは、前記ローターを一方向に回転させる場合にのみ制動力が発生するという特性を有する。しかしながら、前記隔壁と前記軸部の間隙からオイルが流出するため、前記制動力が低下するという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開２００３／０４６４０５号

【文献】国際公開２０１２／１４１２４２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、隔壁と軸部の間隙からのオイルの流出を防止し、かつ隔壁と軸部の間隙をシールする弾性体の取り付けを容易にすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明は、以下のロータリーダンパ及びその製造方法を提供する。
１．隔壁を有するシリンダーと、前記隔壁に対向する軸部を有するローターと、前記隔壁の先端面に形成される第１凹部と、第１凹部の中に設置され、前記軸部に密着することによって、前記隔壁と前記軸部の間隙をシールする弾性体と、作動時に前記隔壁の先端面に対面しない前記軸部の外周面の一部分に形成され、組立時に開口部を第１凹部の開口部に対面させることによって、前記弾性体を圧縮することなく挿入することができる空間を作る第２凹部を備えるロータリーダンパ。
２．隔壁を有するシリンダーと、前記隔壁に対向する軸部を有するローターと、前記隔壁の先端面に形成される第１凹部と、第１凹部の中に設置され、前記軸部に密着することによって、前記隔壁と前記軸部の間隙をシールする弾性体と、作動時に前記隔壁の先端面に対面しない前記軸部の外周面の一部分に形成され、組立時に開口部を第１凹部の開口部に対面させることによって、前記弾性体を圧縮することなく挿入することができる空間を作る第２凹部と、前記軸部から突出するベーンと、前記隔壁又は前記ベーンに形成される第１油路と、第１油路を一方向に通過するオイルの流量を負荷に応じて変化させるバルブを備えるロータリーダンパ。
３．隔壁を有するシリンダーと、前記隔壁に対向する軸部を有するローターと、前記隔壁の先端面に形成される第１凹部と、第１凹部の中に設置され、前記軸部に密着することによって、前記隔壁と前記軸部の間隙をシールする弾性体と、作動時に前記隔壁の先端面に対面しない前記軸部の外周面の一部分に形成され、組立時に開口部を第１凹部の開口部に対面させることによって、前記弾性体を圧縮することなく挿入することができる空間を作る第２凹部と、前記軸部から突出するベーンと、前記隔壁又は前記ベーンに形成される第１油路と、第１油路を一方向に通過するオイルの流量を負荷に応じて変化させるバルブと、第１油路が形成されていない前記隔壁又は前記ベーンに形成される第２油路と、第２油路に設けられる逆止弁を備えるロータリーダンパ。
４．隔壁を有するシリンダーと、前記隔壁に対向する軸部を有するローターと、前記隔壁の先端面に形成される第１凹部と、第１凹部の中に設置され、前記軸部に密着することによって、前記隔壁と前記軸部の間隙をシールする弾性体と、作動時に前記隔壁の先端面に対面しない前記軸部の外周面の一部分に形成される第２凹部を備えるロータリーダンパの製造方法であって、第２凹部の開口部を第１凹部の開口部に対面させることによって、第１凹部と第２凹部の組み合わせからなる空間を作り、前記空間に前記弾性体を圧縮することなく挿入する工程を含む方法。

【発明の効果】

【0008】

前記１～３に記載の本発明は、第１凹部の中に設置され、軸部に密着することによって、隔壁と前記軸部の間隙をシールする弾性体と、作動時に前記隔壁の先端面に対面しない前記軸部の外周面の一部分に形成され、組立時に開口部を第１凹部の開口部に対面させることによって、前記弾性体を圧縮することなく挿入することができる空間を作る第２凹部を備えるため、前記隔壁と前記軸部の間隙からのオイルの流出を防止し、かつ前記弾性体の取り付けを容易にすることが可能である。
前記２に記載の本発明は、上述したように隔壁と軸部の間隙からのオイルの流出を防止し得るため、バルブに対して前記バルブが機能するのに十分な量のオイルを供給することが可能である。したがって、負荷の変化によって生じる動作時間の変化の幅を小さくすることが可能である。
前記３に記載の本発明は、上述したように隔壁と軸部の間隙からのオイルの流出を防止し得るため、ローターを一方向に回転させるときに発生する制動力の低下を防ぐことが可能である。一方、前記ローターが逆方向に回転するときは、オイルが２つの油路、すなわち、第１油路及び第２油路を通過できるため、前記ローターに作用するオイルの抵抗を低減することが可能である。
前記４に記載の本発明は、第２凹部の開口部を第１凹部の開口部に対面させることによって、第１凹部と第２凹部の組み合わせからなる空間を作り、前記空間に弾性体を圧縮することなく挿入する工程を含むため、前記弾性体の取り付けが容易である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は実施例に係るロータリーダンパの平面図である。

【図2】図２は図１のＡ－Ａ部断面図である。

【図3】図３は図１のＢ－Ｂ部断面図である。

【図4】図４は図２のＣ－Ｃ部断面図である。

【図5】図５は実施例で採用したシリンダーの平面図である。

【図6】図６は実施例で採用したローターの斜視図である。

【図7】図７は実施例で採用したローターの底面図である。

【図8】図８は実施例で採用した弾性体の斜視図である。

【図9】図９はベーンが作動範囲の始点に位置する状態を示す断面図である。

【図10】図１０はベーンが作動範囲の終点に位置する状態を示す断面図である。

【図11】図１１は第１凹部と第２凹部の組み合わせからなる空間を示す断面図である。

【図12】図１２は実施例で採用したバルブの弁体の斜視図である。

【図13】図１３は実施例で採用したバルブの初期状態を示す断面図である。

【図14】図１４は実施例で採用したバルブの動作を説明するための断面図である。

【図15】図１５は実施例で採用したバルブの動作を説明するための断面図である。

【図16】図１６は実施例で採用したバルブの動作を説明するための断面図である。

【図17】図１７は実施例で採用した逆止弁の断面図である。

【図18】図１８は実施例で採用した逆止弁の弁体の斜視図である。

【図19】図１９は実施例で採用した逆止弁の動作を説明するための断面図である。

【図20】図２０は動作時間と負荷の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

【実施例】

【0011】

図１に示したように、実施例に係るロータリーダンパは、シリンダー１０と、ローター２０を備えている。シリンダー１０は、オイルを内部に収容する筒状の部品である。ローター２０は、回転する部品である。但し、ローター２０は、回転しない場合もあり得る。シリンダー１０を回転しないように固定し、ローター２０を一方向、すなわち、図９において時計回り方向に回転させる場合の制動作用と、ローター２０を回転しないように固定し、シリンダー１０を逆方向、すなわち、図９において反時計回り方向に回転させる場合の制動作用は、同一である。

【0012】

図２、図３、図４及び図５に示したように、シリンダー１０は、周壁１１と、周壁１１の一端を塞ぐ端壁１２と、周壁１１から中心に向かって突出する隔壁１３を有している。図１、図３、図４及び図５に示したように、シリンダー１０は、周壁１１から張り出すフランジ１４を有している。フランジ１４は、シリンダー１０を回転しないように固定する物又はシリンダー１０を回転させる物に連結される。図１、図２及び図３に示したように、周壁１１の他端は、蓋３０で塞がれている。蓋３０は、周壁１１の端部をかしめることによってシリンダー１０に取り付けられている。図２、図３及び図５に示したように、シリンダー１０は、端壁１２から突出する突起１５を有する。図２、図４及び図５に示したように、隔壁１３の先端面には、第１凹部１６が形成されている。第１凹部１６は、シール溝であり、図９及び図１０に示したように、第１凹部１６の中には、シールとして機能する弾性体４０が設置される。

【0013】

図８に示したように、実施例で採用した弾性体４０は、円柱形のゴムである。

【0014】

図２、図３、図４、図６及び図７に示したように、ローター２０は、隔壁１３に対向する軸部２１を有している。図１、図２、図３及び図４に示したように、ローター２０は、軸部２１がシリンダー１０の中で回転し得るように設置される。図２、図３及び図７に示したように、ローター２０の一端には、シリンダー１０に形成された突起１５に嵌合する第１の穴２２が形成されている。図１、図２、図３、図４及び図６に示したように、ローター２０の他端には、ローター２０を回転させる物又はローター２０を回転しないように固定する物が挿入される第２の穴２３が形成されている。図４に示したように、ローター２０は、軸部２１から突出するベーン２４を有している。ベーン２４は、弁体８１と、弁体８１を保持する保持部２５を有して構成されている。図６及び図７に示したように、軸部２１と一体に成形された保持部２５の先端には、溝２６が形成されている。図２、図４、図６及び図７に示したように、軸部２１の外周面には、第２凹部２７が形成されている。

【0015】

実施例に係るロータリーダンパは、ベーン２４の作動範囲、すなわち、ロータリーダンパの使用時にベーン２４が移動できる範囲が設定されている。図９はベーン２４が作動範囲の始点に位置する状態を示し、図１０はベーン２４が作動範囲の終点に位置する状態を示す。ベーン２４の作動範囲は、ベーン２４の可動範囲、すなわち、ロータリーダンパの未使用時にベーン２４が移動できる範囲より小さいため、軸部２１の外周面の一部分は、ロータリーダンパの作動時に隔壁１３の先端面に対面しない。図９及び図１０に示したように、第２凹部２７は、作動時に隔壁１３の先端面に対面しない軸部２１の外周面の一部分に形成される。

【0016】

図９及び図１０に示したように、弾性体４０は、軸部２１に密着することによって、隔壁１３と軸部２１の間隙をシールする。弾性体４０は、円柱形のゴムであるため、軸部２１との密着性が良好である。しかしながら、弾性体４０を軸部２１に密着させるために、軸部２１の外周面から第１凹部１６の底までの径方向長さを弾性体４０の直径より短くする必要がある。したがって、ベーン２４の作動範囲内にベーン２４を位置させた状態で弾性体４０を第１凹部１６に挿入する場合には、弾性体４０を圧縮しなければならいので、弾性体４０の取り付けが困難である。

【0017】

図１１に示したように、第２凹部２７は、組立時に第２凹部２７の開口部を第１凹部１６の開口部に対面させることによって、弾性体４０を圧縮することなく挿入することができる空間５０を作ることができる。この空間５０の断面は、弾性体４０の断面の直径以上の幅と径方向長さ（第１凹部１６の底から第２凹部２７の底までの長さ）を有する。図４に示したように、実施例に係るロータリーダンパは、ベーン２４の作動範囲外にベーン２４を位置させた状態で弾性体４０を第１凹部１６と第２凹部２７の組み合わせからなる空間５０に挿入できるので、弾性体４０の取り付けが容易である。

【0018】

図１０に示したように、シリンダー１０の中には、隔壁１３及びベーン２４で仕切られた４つの油室、すなわち、第１油室６１、第２油室６２、第３油室６３及び第４油室６４が形成されている。各油室６１～６４には、オイルが注入されている。

【0019】

図２、図４及び図５に示したように、隔壁１３には、第１油路１７が形成されている。第１油路は、ベーンに形成されてもよい。図４に示したように、第１油路１７には、バルブ７０が設けられている。図１３に示したように、バルブ７０は、弁体７１と、弁座７２を有して構成されている。図１２及び図１３に示したように、弁体７１は、板ばねである。図１３に示したように、弁座７２は、隔壁１３に形成される２つの斜面７２ａ，７２ｂからなる。このバルブ７０は、一方の斜面７２ａの傾斜角を他方の斜面７２ｂの傾斜角と異ならせることによって、弁体７１の歪みを大きくしている。

【0020】

このバルブ７０は、第１油路１７を一方向に通過するオイルの流量を負荷に応じて変化させる機能を有する。「第１油路１７を一方向に通過するオイル」とは、第１油路１７を経由して第１油室６１から第４油室６４に移動するオイルと、第１油路１７を経由して第３油室６３から第２油室６２に移動するオイルを意味する。「オイルの流量」とは、単位時間内に第１油路１７を通過するオイルの量を意味する。「負荷」とは、ローター２０を一方向、すなわち、図１及び図９において時計回り方向に回転させる力、又はシリンダー１０を逆方向、すなわち、図１及び図９において反時計回り方向に回転させる力を意味する。「変化」とは、オイルの流量を負荷の増加にしたがって減少させることを意味する。

【0021】

弁体７１に作用するオイルの圧力は、負荷の増加にしたがって増大する。しかしながら、弁体７１の復元力は、オイルの圧力に対する抵抗になる。したがって、このバルブ７０によれば、負荷が大きいときは、図１４に示したように、弁体７１が第１油路１７を閉鎖することなく、弁体７１が大きく変形し、バルブ７０の開度を小さくする。一方、負荷が小さいときは、図１５に示したように、弁体７１の変形量が減少するため、バルブ７０の開度が大きくなる。その結果、このバルブ７０は、たとえ負荷が変化しても、動作時間、すなわち、ローター２０が一定の回転角を一方向に回転する、又はシリンダー１０が一定の回転角を逆方向に回転するのに要する時間を略一定することが可能である。

【0022】

オイルが第１油路１７を経由して第４油室６４から第１油室６１へ移動し、また、オイルが第１油路１７を経由して第２油室６２から第３油室６３へ移動するときは、図１６に示したように、弁体７１がオイルの圧力で大きく変形し、バルブ７０の開度は、図１３に示した初期状態よりも大きくなる。したがって、このバルブ７０は、逆方向に回転するローター２０又は一方向に回転するシリンダー１０に作用するオイルの抵抗を小さくすることが可能である。

【0023】

図１７及び図１９に示したように、ベーン２４には、第２油路２８が形成されている。第２油路は、第１油路が形成されていない隔壁又はベーンに形成される。第２油路２８は、弁体８１に形成された溝８１ｃ～８１ｆと保持部２５に形成された溝２６の組み合わせからなる。図１７及び図１９に示したように、第２油路２８には、逆止弁８０が設けられている。逆止弁８０は、弁体８１を有して構成されている。図１８に示したように、弁体８１は、弧状の本体部８１ａと、本体部８１ａから突出する突出部８１ｂを有する。本体部８１ａは、内面に形成される２つの溝８１ｃ，８１ｄを有し、突出部８１ｂは、先端に形成される溝８１ｅと、一方の側面に形成される溝８１ｆを有する。図１７及び図１９に示したように、本体部８１ａは、周壁１１と保持部２５の間に配置される。突出部８１ｂは、保持部２５に形成された溝２６の中に配置される。弁体８１は、溝２６と突出部８１ｂの間に遊びがあるため、周方向に移動できる。弁体８１の本体部８１ａは、弾性を有することが好ましい。本体部８１ａの弾性によって周壁１１と弁体８１との間に形成される隙間をシールすることができるからである。

【0024】

この逆止弁８０は、ローター２０が一方向、すなわち、図１及び図９において時計回り方向に回転するとき、又はシリンダー１０が逆方向、すなわち、図１及び図９において反時計回り方向に回転するときに、図１７に示したように、弁体８１の突出部８１ｂが保持部２５の溝２６の一方の側面に接して第２油路２８を閉鎖し、ローター２０が逆方向、すなわち、図１及び図１０において反時計回り方向に回転するとき、又はシリンダー１０が一方向、すなわち、図１及び図１０において時計回り方向に回転するときに、図１９に示したように、弁体８１の突出部８１ｂが保持部２５の溝２６の他方の側面に接して第２油路２８を開放する。実施例に係るロータリーダンパでは、隔壁１３と軸部２１の間隙が弾性体４０によってシールされるため、オイルが隔壁１３と軸部２１の間隙から流出しなくなる。しかしながら、オイルは、２つの油路、すなわち、第１油路１７及び第２油路２８を通過できるため、ローター２０が逆方向に回転するとき、又はシリンダー１０が一方向に回転するときにローター２０又はシリンダー１０に作用するオイルの抵抗を低減することが可能である。

【0025】

実施例に係るロータリーダンパの製造方法は、図１１に示したように、第２凹部２７の開口部を第１凹部１６の開口部に対面させることによって、第１凹部１６と第２凹部２７の組み合わせからなる空間５０を作り、この空間５０に弾性体４０を圧縮することなく挿入する工程を含む。図４に示したように、この工程では、弾性体４０の大部分が第１凹部１６に収容されると共に、第１凹部１６からはみ出る弾性体４０の一部分が第２凹部２７に収容されるので、弾性体４０の取り付けが容易である。

【0026】

図２０は、動作時間と負荷の関係を示すグラフである。比較例は、軸部と隔壁の間隙をシールする弾性体を備えていない点で実施例と相違する。

【0027】

このグラフに示されるように、実施例は、負荷の変化によって生じる動作時間の変化の幅が比較例よりも小さい。この実験では、比較例の動作時間の最大値と最小値の差が約０．７５秒であるのに対し、実施例のそれは比較例の約１／３の約０．２５秒であった。この結果は、実施例の方が比較例よりもバルブに対してオイルを供給できたことを示すものであり、また、実施例は、隔壁と軸部の間隙からのオイルの流出を防止できることを実証するものである。

【符号の説明】

【0028】

１０ シリンダー
１１ 周壁
１２ 端壁
１３ 隔壁
１４ フランジ
１５ 突起
１６ 第１凹部
１７ 第１油路
２０ ローター
２１ 軸部
２２ 第１の穴
２３ 第２の穴
２４ ベーン
２５ 保持部
２６ 溝
２７ 第２凹部
２８ 第２油路
３０ 蓋
４０ 弾性体
５０ 空間
６１ 第１油室
６２ 第２油室
６３ 第３油室
６４ 第４油室
７０ バルブ
７１ 弁体
７２ 弁座
８０ 逆止弁
８１ 弁体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】