JPH02292480A - 粘性流体を用いたフラップ扉用ダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、ポリイソブチン等の高分子粘性流体、その他
の粘性流体とスプリングとを用い、これらの夫々粘性剪
断抵抗とスプリング力とを利用することによって、抵抗
力が得られるようにし，当該抵抗力により扉の一方向へ
の回動時には、扉荷重トルクに対する緩衝作用、即ち制
動力を発揮させるようにすると共に、扉の他方向への回
動時には、当該スプリングによる作用により、扉を軽く
回動させ得るように構成の粘性流体を用いたフラップ扉
用ダンパーと、上記制動力の制御方法に関する． 《従来の技術》 従来、粘性流体を用いたダンパーとしては、第６図（イ
）（口）に示した通り、ケースａ内に、外力により回転
自在とした回転軸ｂには当該回転軸ｂと直交状にて所要
数枚の可動ディスクＣ．ｃ’　，ｃ　　・・・・・・を
固定し、これらの可動ディスクＣ，Ｃ’　，Ｃ　　・・
・・・・と交互配置であり、かつケースａとの係合によ
り回転軸ｂの回転には非連動であるが、板厚方向へは変
動自在である所要数枚の固定ディスクｄ，ｄ’，ｄ”・
・・・・・が配設され、これら可動ディスクＣ，Ｃ’，
Ｃ　　・・・・・・と固定ディスクｄ，ｄ’　，ｄ”・
・・・・・との板面間に、ケースａ内に充填された粘性
流体ｅを介在させるようにしたものや，図示しないが、
回転軸に可動ディスクを固定することなく，回転軸の回
転には連動するよう係止されるが、その板厚方向へは変
動自在であるようにしたものもｈる， 従って、上記両ダンパーは、回転軸ｂに回転力としての
外力が加えられることにより、該回転軸ｂと共に回転す
る可動ディスクｃ，ｃ’・・・・・・と，ケースａに係
止の固定ディスクｄ，ｄ’・・・・・・との相対運動に
より、両ディスクｃ，ｃ’・・・・・・，　ｄ，ｄ’・
・・・・・間の粘性流体による粘性剪断抵抗を利用して
，当該外力に対する緩衝作用を発揮させ得ることとなる
． 《発明が解決しようとする課題》 しかし、上記各ダンパーにあっては、回転軸ｂの回転方
向（正転、逆転）において、その抵抗力を可変にしたい
としても，抵抗力の決定要因となる可動ディスクｃ　，
ｃ’・・・・・・と固定ディスクｄ，ｄ’・・・・・・
との相対運動時における両ディスク間の粘性流体に．よ
る粘性剪断抵抗は不変であるから、抵抗力、即ち制動力
を回転軸の正逆回転方向によって，夫々変化させること
はできない． 従って、フラップ扉等の開閉時における軸トルク、即ち
扉荷重トルク曲線ｆは第５図に示す如く余弦（ｃｏＳ）
荷重曲線となるものであるから，この場合上記各ダンパ
ーの回転軸を扉に固定して使用しても、扉の開閉動作、
特に扉の０°位置（閉扉横向状態）から３０″位置（開
扉起立状態）へ開く（又は閉じる）動作は非常に重くな
ってしまい、これを是正して，扉が軽く開けるように、
又扉がゆっくりと閉じるように扉の開閉動作、即ち制動
力を開閉方向によって適切に制御しようとすると，極め
て複雑な付帯機構を用いなければならないこととなる． 本発明は、上記従来の技術の有するこのような問題点に
鑑みてなされたもので，請求項（１）にあっては扉荷重
トルク曲線にほぼ近似的であり，かつ当該扉荷重トルク
曲線よりも低い位置にてスプリングの力が与えられ、又
その時の扉荷重トルク曲線とスプリング力の変化を示す
直線との差を，粘性剪断抵抗力でおぎなうようにして、
扉が何れの閉成角度にあるときでも，略一定のスピード
での降下が確保されるようにし、これにより、扉を０６
から８０″までは開成するときは，スプリング作用によ
り軽く，又９０１１からＯ″までの閉成時にはスプリン
グ作用と粘性剪断抵抗力の作用とによりゆるやかにして
、かつ円滑に閉扉動作が行われるようにし，又、扉の開
閉動作を複雑な機構を用いないで一軸にて制御可能なる
粘性流体を用いたフラップ扉用ダンパーを提供しようと
しており更に請求項（２）にあっては，扉の開閉動作，
即ち制動力を所望値に，かつ容易に制御できるようにし
た制御方法を提供しようとするのが，その目的である． 《課題を解決するための手段》 本発明は上記の目的を達成するため請求項（１）ではケ
ース内に、扉等により回転自在とした可動軸と，その回
転方向によって断続自在なるようスプリングワンウェイ
クラッチを介在して可動軸と共に一方向へのみ回転され
るよう可動部材が配設され，上記ケース内の粘性流体が
，当該ケース，可動部材間に配在されていると共に，上
記ケース内にスプリングが、上記ケースと可動軸とに各
端部が掛止された状態にて配設されていることを特徴と
する粘性流体を用いたフラップ扉用ダンパーを提供しよ
うとしている． さらに，請求項（２）にあってはケースには．Ｍ等の開
閉により回転自在なるよう支承されている可動軸に、扉
開閉時における扉荷重トルク曲線とほぼ近似的で、かつ
その扉荷重トルク曲線よりも低い位置にて，上記ケース
と可動軸とに各端部を掛止して配設したスプリングの力
を付与させると共に，上記扉荷重トルク曲線とスプリン
グカとの差を，上記ケース内に可動軸と共に一方向への
み回転自在に配設されている可動部材とケース間に配在
されている粘性流体の剪断抵抗力でおぎなうようにする
ことを特徴とする記載の粘性流体を用いたフラップ扉用
ダンパー及びその制動力制御方法を提供するものである
． 《作　　　用》 外力が可動軸に一方向の回転力として加えられることで
，該可動軸は一方向へ回転されるが，同軸と可動部材と
はスプリングワンウェイクラッチを介在して断続自在と
なるので，当該可動軸の一方向回転時には、可動部材が
回転されず、従って粘性剪断抵抗は生じないが，例えば
、フラップ扉等が００で閉じ位置，９０°開き位置とな
るよう取付けられる場合には、扉を閉じ方向八回動すれ
ば、可動軸はスプリングが巻き方向へねじ込まれていく
ので，このねじ込み抵抗が可動軸に働くこととなり，こ
れにより得られたスプリングの復元力が、開扉操作を容
易にすることとなる．一方，可動軸の反対方向の回転に
よりスプリングワンウェイクラッチを介して該可動軸と
可動部材とが接続される為、可動軌と共に可動部材が回
転されることとなって粘性剪断抵抗が生じる．従って、
スプリングの効果とダンパー効果によって扉はゆるやか
に、スムーズに閉じることとなる． 即ち．、扉は，開成時にあって、何れの角度においても
、所望一定のスピードで閉扉し得ることとなる． 又、扉が閉じるθ°付近においては若干速度が遅くなり
，動きとしては理想的な状態となる．更に、スプリング
を，その定数の異なるものと考えることにより、扉開閉
時における動きを様々に変えることも可能となる． 《実　施　例》 以下，本発明の実施例について図面を参照して説明する
． 第１図、第２図に示したように，横向き円筒形状のケー
ス１は、その端末壁１ａの中心に軸孔１ｂが貫通されて
いると共に，その周壁１ｃにあって他端側である開口部
側の内周に雌螺子部１ｄが刻設されている． 可動軸２は、上記軸孔１ｂに回転可能にして、かつ液密
状態となるよう貫通されていると共に，上記ケースｌの
雄螺子部１ｄに液密状態にて螺着してある蓋板３の中心
には，軸承凹所３ａが設けてあり，これに，可動軸２の
一端部が嵌合されることで、当該可動軸２が、軸回り方
向へ回転自在にして、上記ケース１の中心線上に軸承さ
れている．上記可動軸２の他端である突出端部には，外
力としての回転力が作用するように，図示しないフラッ
プ扉等の回転中心部が固定されることとなる． 前記蓋板３からは、その内面から円筒部３ｂが、軸方向
にあって，上記ケース１の長さよりも所要寸法だけ短く
突設させてあり，該円筒部３ｂはケースｌ内にあって，
その周壁１ｃと，上記可動軸２との略中間部と配置され
ている． 更に、上記可動軸２には、そのケース！内にあって，端
末壁１ａに内接する外向きフランジ２ａが設けてあり，
これによって可動軸２はケース１からの抜け出しが阻止
されている． 円筒形状の可動部材４は、その軸方向の長さが上記ケー
スｌの軸方向における有効長さよりも僅かに短く形成さ
れていると共に、その外径は，上記ケースｌの内径より
も小さく、その内径は，上記円筒部３ｂの外径よりも大
きく各々形成されており，当該可動部材４は上記ケース
ｌに、その周壁ＩＣと上記円筒部３ｂとの略中間部配置
にて、かつその一端部が上記外向きフランジ２ａに回転
自在なるよう外装された状態にて内装されている．そし
て，上記可動部材４の一端部外周と、ケース１における
周壁１ｃ，端末壁１ａとの間に０リング５が介在されて
いることにより、該可動部材４の一端部と端末壁ｌａ間
は液密状態にシールされ，方、可動部材４と，上記円筒
部３ｂの先端部との間にも０リング６が介在されている
ことにより、当該部分も液密状態にシールされ、これに
よりケース１内部は，その中心部の室Ａと，外周部の室
Ｂとに画成されている． 上記各０リング５，８は、可動部材４の周方向回転によ
っても移動してしまったり、脱落してしまうことがなく
，当該部分のシール効果を維持できるよう、可動部材４
の一端部外周及び，同部材４の内周と円筒部３ｂの外周
に各々段差部４ａ，４ｂ，３ｃ等を設けて嵌着させてあ
る． このようにして蓋板３により閉成され，０リング５，８
にて２室Ａ，　Ｈに画成されているが、そのうちケース
１内部における外周部の室Ｂ内には，例えばポリイソブ
チレン等の高分子粘性体とか、ピッチ或いは高粘度の水
ガラス等による粘性流体Ｃが収容されている． 一方、スプリングワンウェイクラッチ７は、横断面矩形
状，又は横断面円形状のバネ鋼線条をもって軸方向へ密
に巻回す・ることにより，一定の外径を有して上記可動
部材４の内周面と密着するようにして形成されている． 上記スプリングワンウェイクラッチ７は、軸方向へ曲突
した一端７ａを，可動軸２の外向きフランジ２ａに掛止
して可動部材４内に密着状態に配設され、その他端は何
れの部材とも掛止等されることなくフリーの状態として
ある． 従って、可動軸２が一方向、即ち第２図に示す矢印Ｄ方
向へ回転されると、当該一端？ａによってスプリングワ
ンウェイクラッチ７が巻き締られて、その外径が縮径さ
れ、その外周面と可動部材４の内周面との密着が、第２
図に示した如く解かれることとなり，これにより可動軸
２と可動部材４との接続が解かれ，逆に可動軸２が上記
回転方向と反対方向，即ち反矢印方向へ回転されること
により，その外径が拡径され、可動部材４の内周面と密
着し、可動軸２と共に可動部材４も回転されるようにな
っている． 即ち、上記スプリングワンウェイクラッチ７は、可動軸
２の回転方向により、該可動軸２と可動部材４相互間の
動力伝達を断または続の状態に切り変える機能をもって
いる． 次に、本発明の重要部材であるスプリング８としての図
示例では，上記ケースｌの前記中心部の室Ａ内にあって
，可動軸２に外装されており，コイルスプリングを用い
るようにし，可動軸２に一方向への回転力を付勢する為
と、該可動軸２が反対方向へ回転される際には同軸２に
抵抗力を付与する為に配設される． 即ち，当該コイルスプリングの場合は，軸方向へ曲突し
た一端８ａと他端８ｂが夫々蓋板３と可動軸２の外向き
フランジ２ａとに掛止されることにより．ケースｌ内に
配設されるが、配設に際して，予め巻き方向へある程度
ねじ込んだ状態にて、各端８ａ，８ｂを蓋板３、外向き
７ランジ２ａに掛止させるようにしてもよく、この場合
には，その復元力で可動軸２が一方向、即ち，第２図の
矢印Ｄ方向へ回転されるよう当該可動軸２に一方向への
回転力が付勢されている． ここで、スプリング８として、コイルスプリングでなく
棒状等のトーシ雪ンスプリングを用いようとするときは
、可動軸を中空とし、これに当該トーションスプリング
を内装することができる．上記のダンパーをフラット扉
等に用いる際には，可動軸２を扉に軸着し、ケースｌは
扉取付部材側に固定されるが、例えば，扉が水平状態の
θ°にて閉じ位置となり、垂直状態の９０°にて開き位
置となるよう取付けられる場合には，可動軸２の回転方
向（図示の矢印方向）へ扉が開かれるように両者は接続
される． そこで、今扉に開成のための外力が与えられると、可動
軸２が第２図の矢印Ｄ方向へ回転力され、これによりス
プリングワンウェイクラッチ７が縮径されることとなる
から、可動軸２と可動部材４との接続が断たれ可動軸３
のみが矢印Ｄ方向へ回転されるだけである為、可動部材
４は回転せず、この為当然のことながら粘性剪断抵抗力
は作用しない． しかも，この際可動軸２には、スプリング８の復元力が
回転方向へ蓄勢されているから、扉は軽い力で開かれる
こととなる． 又、扉を閉じ方向へ動かしてやることにより、可動軸２
は反矢印方向へ回転され、これにより、スプリングワン
ウェイクラッチ７は拡径されて，可動部材４と密着し，
該可動部材４は可動軸２と共に回転されるから，この場
合には，粘性剪断抵抗が作用する． 又，可動軸２の反矢印方向の回転により，スプリング８
が巻き方向へねじ込まれ、当該ねじ込みによる抵抗力が
可動軸２に対して作用し，この結果扉はゆっくり、円滑
に閉じて行くこととなる． 第３図は他の実施例を示している． ケース１は、その両端部に液密状態にて嵌着してある蓋
板３，９の中心に軸承凹所３ａと軸孔１ｂが設けてある
と共に、該ケースｌの一端部近傍に画壁！ｅが一体に設
けてあることにより，当該ケース１内部は軸方向へ室Ａ
と室Ｂに画成されている．玉記画壁１ｅの中心に貫通の
軸孔ｉｆに，中実状の可動部材４が嵌通され、これによ
り可動部材４がケースｌの中心線上にあって、軸回り方
向へ回転自在なるよう軸承されていると共に、上記蓋板
３の軸承凹所３ａに，当該可動部材４の一端部が回転可
能なるよう嵌合されている． 一方、蓋板９の軸孔１ｂに可動軸２が挿通されることに
よりんケースｌの中心線上にあって、軸回り方向へ回転
自在に支持されていると共に、該可動軸２の内端が，上
記可動部材４にあって、ケース１の室Ａ内へ突出されて
いる他端部の端面中心に凹設の軸承凹所４ｃに、回転自
在なるよう嵌合されており，これにより、該可動軸２と
可動部材４とは，ケースｌ中心である軸線状にあって支
承されている． スプリングワンウェイクラッチ７は、上記可動部材４に
あって、ケース１の室Ａ内へ突出している部分の外周に
，断続自在となるよう密着状態にて配設され，その一端
が上記可動軸２に掛止されている． 即ち，上記スプリングワンウェイクラッチ７は、可動軸
２が図示の矢印Ｄ方向へ回転されることで，その巻き方
向と反対方向へ一端７ａが回動されることにより，拡径
状態となって可動部材４との密着が解かれ，可動軸２と
可動部材４との動力伝達が断たれ、又可動軸２が反矢印
方向へ回転されることで、縮径され、これにより可動部
材４の外周へ密着されるから，可動軸２と共に反矢印方
向へ回転されるよう機能する． スプリング８の一端８ａは、前記実施例では蓋板３に掛
止されていたものが，本実施例では上記画壁１ｅに掛止
させてある． ケース１の他方の室Ｂ内には、一方向（図示の反矢印方
向）へのみ回転自在である上記可動部材４と共に回転可
能なるよう，当該可動部材４と直交状にて係設され、か
つ板厚方向へは変動自在である所要数枚の可動ディスク
１０．１０゜・・・・・・と，これらの可動ディスク１
０．１０’と交互配置にて．ケースｌとの係合により可
動部材礁の回転に非連動であるが，板厚方向へは変動自
在である所要数枚の固定ディスク１１・・・・・・とが
配設されており，さらにこれらの可動ディスク１０．１
０”・・・・・・と固定ディスク１１・・・・・・の板
面間に，ケースｌの室Ｂ内に充填された粘性流体Ｃを介
在させてある．従って，可動軸２と共に可動部材４が反
矢印方向へ回転されることにより，該可動部材４と共に
回転する可動ディスクｔｏ，ｔｏ゜と固定ディスク１１
・・・・・・とが相対運動したときの両ディスク１０．
１０’，１ｌ間の粘性流体による粘性剪断抵抗が活用さ
れて，可動軸２、つまり扉による外力に対する制動作用
が発揮され得ることとなる． 第４図は，当該ダンパーの制動力を一軸で制御する方法
の扉荷重トルク曲線ｆに対する制動領域を示すグラフで
ある． この制動力制御方法にあっては、扉荷重トルク曲線ｆと
ほぼ近似的となり，かつその扉荷重トルク曲線ｆよりも
低い位置にあってスプリング８による力を可動軸２に与
えることで、スプリング制御領域旦を得、又、その時の
扉荷重トルク曲線ｆとスプリングカ直線ｇとの差を、前
記粘性剪断抵抗でおぎなラこととなる粘性剪断抵抗制御
領域Ｆを得るようにするのである． このようにすることにより，１ｋは閉成時にあって何れ
の閉成角度においても可成りの一定スピードを確保した
状態で９０°から０″へ向け降下し得ることとなり，さ
らに扉がθ°付近まで閉成して来たときは第４図の如く
若干スピードがおそくなり、脚の動作としては理想的な
状態となる．《発明の効果》 本発明は，以上説明したように構成されているので、扉
が水平状態にある０６で閉じ位置、又は開き位置となり
，垂直状態にある８０°で開き位置、又は閉じ位置とな
るよう扉取付部材に増付けられている扉が０６位置から
９０°位置へ回動される際に、当該ダンパーの可動軸が
所定方向へ回転されるよう該可動軸２を扉に取付けるこ
とにより，復元力が蓄勢されているスプリング８の降下
により扉を０″位置から９０″位置まで軽く回動するこ
とができる． 又，扉を８０°位置から０６位置へ倒す時は、スプリン
グ８が、その巻き方向へねじ込みをされる抵抗と、粘性
剪断抵抗とにより扉をゆっくり、スムーズに倒すことが
できる． そして、ダンパーの制動力制御方法として，前記方法を
採用することによって，扉を，その開閉角度の範囲内に
おいて、何れの角度においても所望の定速度となるよう
開閉を確保できるだけでな＜．ｏ″付近においては，僅
かに減速され、扉の開閉動作としては理想的な状態にコ
ントロールすることができ，又，フラップ扉等を、複雑
な機構によることなく、極めて簡単な一軸にて制御する
ことができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る粘性流体を用いたフラップ扉用ダ
ンパーの実施例を示す縦断正面図、第２図は同実施例に
おいて、可動軸を一方向へ回転した状態を示す縦断正面
図、第３図は同ダンパーの他の実施例を示す縦断正面図
，第４図は扉荷重トルク曲線と，制動力制御方法におけ
るスプリング制御領城、粘性剪断抵抗制御領城を示すグ
ラフ，第５図はフラップ扉の扉荷重トルク曲線を示すグ
ラフ、第６図（イ）（口）は，粘性流体を用いたダンパ
ーの従来例を示す縦断正面図と横断平面図！ある． ｌ・・・・・・ケース ２・・・・・・可動軸 ４・・・・・・可動部材 ７・・・・・・スプリングワンウェイクラッチ８・・・
・・・スプリング Ｃ・・・・・・粘性流体 １１７　　周 第２１１！！！ 代理人　弁理士　斎　藤　義　雄 Ｏ＋ ｑｏ’ 第 ｂ 図 （イ〕

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケース内に、扉等により回転自在とした可動軸と
   、その回転方向によって断続自在なるようスプリングワ
   ンウェイクラッチを介在して可動軸と共に一方向へのみ
   回転されるよう可動部材が配設され、上記ケース内の粘
   性流体が、当該ケース、可動部材間に配在されていると
   共に、上記ケース内にスプリングが、上記ケースと可動
   軸とに各端部が掛止された状態にて配設されていること
   を特徴とする粘性流体を用いたフラップ扉用ダンパー。
2. （２）ケースには、扉等の開閉により回転自在なるよう
   支承されている可動軸に、扉開閉時における扉荷重トル
   ク曲線とほぼ近似的で、かつその扉荷重トルク曲線より
   も低い位置にて、上記ケースと可動軸とに各端部を掛止
   して配設したスプリングの力を付与させると共に、上記
   扉荷重トルク曲線とスプリング力との差を、上記ケース
   内に可動軸と共に一方向へのみ回転自在に配設されてい
   る可動部材とケース間に配在されている粘性流体の剪断
   抵抗力でおぎなうようにすることを特徴とする粘性流体
   を用いたフラップ扉用ダンパー及びその制動力制御方法
   。