(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口を有すると共に他端が閉じた所定曲率半径の円弧状をなすシリンダと、
このシリンダと等しい所定曲率半径を有し、この所定曲率半径に対応した円弧状軌跡を描くように一端側が当該シリンダに対して摺動可能に嵌合される円弧状をなすプランジャと、
一端部が前記シリンダの前記一端部に１８０度隔てて形成された一対の切欠部に係止すると共に他端部が前記プランジャの他端部に連結されるねじりコイルばねを有し、前記プランジャを前記シリンダに対して一方の摺動方向に付勢する付勢手段と、
前記プランジャの一端部に設けられ、このプランジャの一端部によって仕切られる前記シリンダ内を外部に連通させる連通路と、
この連通路に設けられ、前記プランジャが前記一方の摺動方向に移動する際に当該連通路の通路断面積を絞り、前記プランジャがこれと逆方向に移動する際に前記通路断面積を広げる調圧弁と
を具え、前記シリンダおよび前記プランジャの曲率中心と前記ねじりコイルばねの回転中心とを一致させたことを特徴とするダンパー装置。
【請求項２】
前記プランジャの一端部に形成されて前記ねじりコイルばねの前記一端部が係止し得る一対の係止溝をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載のダンパー装置。
【請求項３】
前記シリンダおよび前記プランジャが熱可塑性樹脂にて形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のダンパー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の回転軸線を中心として回動するドアや蓋板などの開閉部材に付設されるダンパー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドアや蓋板などの蝶番を用いた開閉部材を一方向、例えば閉じる方向に付勢し、この付勢力によって開閉部材を自動的に閉止させる場合、ダンパー装置を組み込んでこれをゆっくりと回動させ、開閉動作に伴う安全性を確保して閉止時の衝撃を緩和させることが一般的である。
【０００３】
このような目的で使用される従来のダンパー装置の最も簡単な構造のものは、単動式のダンパー装置であり、円筒状をなす密閉されたシリンダ内にピストンを摺動自在に嵌合してシリンダ内を２つの部屋に仕切り、これら２つの部屋をピストンに設けられたオリフィスを介して連通させ、ピストンを一方の摺動方向に付勢する付勢部材、例えばコイルばねを２つの部屋の一方に組み込み、さらにピストンの摺動方向に応じてオリフィスの開度を切り換える調圧弁をオリフィスに組み込み、シリンダの基端とピストンロッドの先端とを固定側と可動側とに連結して使用する。通常、コイルばねのばね力は開閉部材が閉じるように作用し、この状態において調圧弁がオリフィスを絞ることにより、開閉部材の閉止がゆっくりと行われ、閉止時の衝撃音が抑制される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のダンパー装置は、シリンダ内を摺動するピストンが直線的な移動を行うため、これを開閉部材にそのまま取り付けた場合にはダンパー装置による付勢力と開閉部材の回動量とを比例関係に保つことが本質的に不可能である。しかも、開閉部材の回動可能な量を大きく設定することが困難であり、開閉の容易性のために何らかのリンク機構を付設しなければならない。
【０００５】
この結果、従来のダンパー装置は部品点数が多くなって重量および製造コストが嵩むと同時に可動部分が多くなってしまい、メンテナンス性が損なわれる欠点があった。
【０００６】
【発明の目的】
本発明の目的は、部品点数を最小限に抑えることができると共にメンテナンス性が良好な簡便なダンパー装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるダンパー装置は、一端に開口を有すると共に他端が閉じた所定曲率半径の円弧状をなすシリンダと、このシリンダと等しい所定曲率半径を有し、この所定曲率半径に対応した円弧状軌跡を描くように一端側が当該シリンダに対して摺動可能に嵌合される円弧状をなすプランジャと、一端部が前記シリンダの前記一端部に１８０度隔てて形成された一対の切欠部に係止すると共に他端部が前記プランジャの他端部に連結されるねじりコイルばねを有し、前記プランジャを前記シリンダに対して一方の摺動方向に付勢する付勢手段と、前記プランジャの一端部に設けられ、このプランジャの一端部によって仕切られる前記シリンダ内を外部に連通させる連通路と、この連通路に設けられ、前記プランジャが前記一方の摺動方向に移動する際に当該連通路の通路断面積を絞り、前記プランジャがこれと逆方向に移動する際に前記通路断面積を広げる調圧弁とを具え、前記シリンダおよび前記プランジャの曲率中心と前記ねじりコイルばねの回転中心とを一致させたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によると、開閉部材の回動軸線とシリンダおよびプランジャの曲率中心とが一致するように開閉部材に対してダンパー装置を組み付けることにより、開閉部材の回動方向と付勢手段による付勢方向とがほぼ一致し、効率よく付勢手段の付勢力を開閉部材に伝達される。この場合、連通路の通路断面積が調圧弁によって絞られた状態となり、開閉部材はゆっくりと回動するが、付勢手段による付勢力に抗して逆方向の力が開閉部材に作用した場合には、連通路の通路断面積が調圧弁によって広げられた状態となり、この作用力に応じた開閉部材の回動が行われる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明によるダンパー装置において、プランジャの一端部にねじりコイルばねの一端部が係止し得る一対の係止溝をさらに設けるようにしてもよい。
【００１２】
シリンダおよびプランジャを熱可塑性樹脂にて形成するようにしてもよい。
【００１３】
【実施例】
本発明によるダンパー装置を筺体の開閉蓋に組み込んだ一実施例について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例に限らず、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
【００１４】
本実施例の外観を図１に破断状態で示し、そのダンパー装置を図２に抽出して示す。すなわち、箱形をなす筺体１１の開口端１２には、この開口端１２を開閉し得る本発明の開閉部材としての蓋板１３が複数の蝶番１４を介して枢着されている。また、蓋板１３を塞いだ状態に維持するための図示しない係止部材が蓋板１３と筺体１１との間に介装されており、係止部材による係止状態を解除することによって、蓋板１３を開けることができるようになっている。
【００１５】
本実施例におけるダンパー装置１５は、筺体１１と蓋板１３との間に取り付けられ、上述した係止部材による係止状態が解除された場合、蓋板１３が自動的にゆっくりと開くように機能する。
【００１６】
このダンパー装置１５は、所定曲率半径の円弧状をなす円形断面のシリンダ１６と、このシリンダ１６に一体的に設けられて当該シリンダ１６をその曲率中心が蝶番１４の枢軸１７と同心状をなすように筺体１１に固定する取り付けブラケット１８と、シリンダ１６と等しい所定曲率半径を有し、この所定曲率半径に対応した円弧状軌跡を描くように基端側がシリンダ１６に対して摺動可能に嵌合される円弧状をなす円形断面のプランジャ１９と、このプランジャ１９がシリンダ１６から突出するように付勢する本発明の付勢手段としてのねじりコイルばね２０とを具え、蓋板１３を閉止状態から７０度程度まで自動的に回動できるようになっている。この場合、シリンダ１６の内径に対してプランジャ１９の外径が０.２mm程度の適当な嵌合隙間を有することが望ましく、必要に応じてこれらの間にＯリングを介在させることも有効である。
【００１７】
シリンダ１６とプランジャ１９との嵌合部分の断面構造を図３に示し、そのIV−IV矢視断面構造を図４に示す。すなわち、一端が蓋板１３に当接するプランジャ１９の先端部に固定状態で連結されたねじりコイルばね２０の他端は、シリンダ１６およびプランジャ１９の曲率中心軸線に沿って対向し、それぞれ曲率中心軸線に向けて延在する一対の平行な切欠溝部２１を挟むように係止しており、これら切欠溝部２１の中央部分はシリンダ１６内に開口した状態となっている。つまり、切欠溝部２１の深さはシリンダ１６の肉厚よりも多少大きく設定されており、プランジャ１９はその基端側の外周の一部にねじりコイルばね２０の他端部が押し当たった状態となってシリンダ１６内を摺動する。また、プランジャ１９の基端部には、上述した切欠溝部２１によってシリンダ１６内に臨むねじりコイルばね２０の他端部が係止し得る一対の係止溝部２２が形成されており、これら係止溝部２２は先の切欠溝部２１と同様に、シリンダ１６およびプランジャ１９の曲率中心軸線に沿って対向し、それぞれ曲率中心軸線に向けて相互に平行に延在する。
【００１８】
従って、ねじりコイルばね２０のばね力によってプランジャ１９がシリンダ１６から突出するように変位可能であるけれども、上述した係止溝部２２にねじりコイルばね２０の他端部が係止するため、それ以上のプランジャ１９の突出移動が阻止される。もちろん、係止溝部２２に対するねじりコイルばね２０の他端部の挟圧に伴う係止力よりも大きな力がプランジャ１９に作用した場合には、シリンダ１６からプランジャ１９を抜き外すことが可能であり、このような構成を採用することによって、シリンダ１６内にプランジャ１９を差し込んでダンパー装置１５を組み立てる際の作業性を極めて容易に行うことができる。また、ねじりコイルばね２０の他端部がプランジャ１９の基端部に形成した係止溝部２２に係止することにより、蓋板１３の開閉の度にシリンダ１６に対するプランジャ１９の回転位置ずれが矯正され、シリンダ１６に対するプランジャ１９の微小な回転に伴うこじりなどが生ずることなく、プランジャ１９を常に円滑に摺動させることができる。
【００１９】
なお、ねじりコイルばね２０は、その中心が蝶番１４の枢軸１７と同心状をなすようにコイルばねの部分が筺体１１と蓋板１３とに形成された切欠部２３に収容されている。
【００２０】
シリンダ１６内に収容されてシリンダ１６内を密閉されたダンパー室２４に仕切るプランジャ１９の基端部には、ダンパー室２４と外部、すなわちプランジャ１９内とを連通させる連通路２５が形成され、この連通路２５には、プランジャ１９がシリンダ１６から突出する方向に移動する際に連通路２５の通路断面積を絞り、プランジャ１９がこれと逆方向に移動する際に通路断面積を広げる調圧弁２６が装着されている。この調圧弁２６は、プランジャ１９側が円錐状をなす第１の弁体２７と、ダンパー室２４側がプランジャ１９の基端面との間に常に隙間を形成させる突起部２８を持った第２の弁体２９とを有するポペット弁の一種であり、本実施例では弾性変形可能な樹脂、例えば東レ・デュポン社のハイトレル・ポリエステルエラストマー樹脂やデュポン社のザイデル・ナイロン樹脂などにて形成されており、その一端部を絞って弾性変形させた状態で連通路２５に圧入することにより、連通路２５に沿って往復動できるようになっている。
【００２１】
従って、蓋板１３の閉止状態から図示しない係止部材を操作して蓋板１３と筺体１１との係合状態を解除すると、ねじりコイルばね２０のばね力により、プランジャ１９がシリンダ１６から突出して蓋板１３を開くように作用するが、この時の調圧弁２６の状態を図５に示す。すなわち、大気圧に保持されたプランジャ１９内と減圧傾向となるダンパー室２４内との差圧によって調圧弁２６がダンパー室２４側に付勢され、第１の弁体２７によって連通路２５が絞られた状態となるため、ダンパー室２４内への空気の流入が抑制されてプランジャ１９がゆっくりとシリンダ１６から突出して蓋板１３を持ち上げ、プランジャ１９の係止溝部２２にねじりコイルばね２０の他端部が係止した時点で蓋板１３の押し上げを停止する。蓋板１３はプランジャ１９の先端に対して当接しているだけなので、さらに蓋板１３を開く必要がある場合には、蝶番１４の開度が許容するまでこれを手で開けることができる。
【００２２】
逆に、蓋板１３が開いた状態からねじりコイルばね２０のばね力に抗してこれを閉止する場合には、この時に調圧弁２６の状態を表す図６に示すように、ダンパー室２４内が圧縮されて大気圧よりも高くなる傾向にあるため、調圧弁２６がプランジャ１９側に付勢されるが、第２の弁体２９の突起部２８によって連通路２５が開いた状態に保持され、ダンパー室２４内の空気が連通路２５からプランジャ１９内を通って外部に排出される結果、ねじりコイルばね２０のばね力に応じた力で蓋板１３を容易に閉止させることができる。
【００２３】
上述したシリンダ１６およびプランジャ１９は、機械加工による加工技術上の制約から金属では量産が困難である。しかしながら、プラスチック成形に要する金型は、ＮＣ機械などにより精度よく作ることが可能であり、アセタール樹脂などの熱可塑性樹脂、例えばデルリン・５００ＯＰ（デュポン社）などの適切な材料を選択することによって上述したシリンダ１６およびプランジャ１９を精度よく量産することが可能である。
【００２４】
なお、上述した実施例では蓋板１３の開放時にダンパー機能が発揮されるようにしたが、逆に蓋板１３の閉止時にダンパー機能が発揮させるようにすることも可能であり、対象物やこの対象物に対する要求に応じてこのダンパー装置１５の設計をこの特許請求の範囲の記載の範囲内で任意に変更できることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によると、所定曲率半径の円弧状をなすシリンダとプランジャとを嵌合してプランジャが所定曲率半径に対応した円弧状軌跡を描くようにしたので、このダンパー装置の曲率中心と開閉部材の回動軸線とが一致するように開閉部材にダンパー装置を組み付けることにより、開閉部材の回動方向とダンパー装置の反力の発生方向とをほぼ一致させることが可能となり、部品点数を最小限に抑えて効率のよいダンパー装置を提供することができる。
【００２６】
また、一端部がシリンダの一端部に１８０度隔てて形成された一対の切欠部に係止すると共に他端部がプランジャの他端部に連結されるねじりコイルばねによって付勢手段を構成し、シリンダおよびプランジャの曲率中心とねじりコイルばねの回転中心とを一致させたことにより、開閉部材の回動方向とダンパー装置の反力の発生方向とをほぼ一致させることが可能となり、部品点数を最小限に抑えて効率のよいダンパー装置を提供することができる。
【００２７】
ねじりコイルばねの一端部が係止し得る一対の係止溝をプランジャの一端部に形成した場合には、シリンダに対するプランジャの一方の摺動端を規定してシリンダからプランジャの抜け外れを抑制することができる。
【００２８】
シリンダおよびプランジャを熱可塑性樹脂にて形成した場合には、潤滑剤などを使用する必要がなくなり、メンテナンスフリーの軽量なダンパー装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダンパー装置を筺体の開閉蓋に組み込んだ一実施例の外観を破断状態で表す斜視図である。
【図２】図１に示した実施例におけるダンパー装置の外観を表す斜視図である。
【図３】図１に示したダンパー装置の主要部の構造を表す断面図である。
【図４】図３中のIV−IV矢視断面図である。
【図５】図３中の矢視Ａ部の抽出拡大図であり、連通路の通路断面積が最大となった状態を示す。
【図６】図３中の矢視Ａ部の抽出拡大図であり、連通路の通路断面積が最小に絞られた状態を示す。
【符号の説明】
１１  筺体
１２  開口端
１３  蓋板
１４  蝶番
１５  ダンパー装置
１６  シリンダ
１７  枢軸
１８  取り付けブラケット
１９  プランジャ
２０  ねじりコイルばね
２１  切欠溝部
２２  係止溝部
２３  切欠部
２４  ダンパー室
２５  連通路
２６  調圧弁
２７  第１の弁体
２８  突起部
２９  第２の弁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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