多轴旋转阻碍尼器 【技术领域】
本发明涉及对例如便器的便座及便盖等两个以上的开关件的每个赋与阻尼的多轴旋转阻尼器。背景技术
如日本特开平5-296267号公报及特开平10-184741号公报所公开的双轴旋转阻尼器,由于以二个旋转部件的轴部构成双轴结构,对整个阻尼器能实现小型化是有利的。
在日本特开平5-296267号公报中的图1所示的双轴旋转阻尼器的情况下,利用与外壳做成一体地间隔部20,即利用隔壁将外壳内部在轴向划分为两部分。在利用该隔壁划分的流体分室中,分别设置了二个旋转部件,即第一转动轴17和第二转动轴18,这两个旋转部件形成轴部同心的双轴结构。
日本特开平10-184741号公报中的图1所示的双轴旋转阻尼器的情况也与其一样,为了在轴向将外壳内部划分为第一室21和第二室22,而设置了与外壳做成一体的间隔部6,即隔壁。在利用该隔壁划分的第一室21和第二室22中分别设置第一旋转部件31和第二旋转部件32,这两个旋转部件形成轴部同心的双轴结构。
无论上述的现有的双轴旋转阻尼器的任一种,由于相当于隔壁的间隔部与外壳做成一体,如下面对特开平10-184741号的双轴旋转阻尼器的组装方法的说明,增加了旋转阻尼器的组装工序和零部件数量。
在组装特开平10-184741号公报中的双轴旋转阻尼器的情况下,一开始从外壳2的图中左侧开口部将第一旋转部件31插入第一室21中。
其次,用第一端盖7将该开口部封闭并将端盖7固定在外壳2上。这时,在端盖7和外壳2之间用O形环等密封部件10b密封。
接着,将图中右侧的开口部向上使外壳2竖立的情况下,从该开口部注入粘性液体,从而在由间隔部6划分的第一室21和第二室22充填粘性液体。
随后,从该开口部将第二旋转部件32插入第二室22中。这时,分别用O形环等密封部件10b、10a密封外壳2和第二旋转部件32之间以及第一旋转部件31和第二旋转部件32之间,从而使粘性液体不由外壳2和第二旋转部件32之间以及第一旋转部31和第二旋转部件32之间漏出。
最后,用第二端盖8密封该开口部。
然而,上述的现有的旋转阻尼器的组装方法,由于在外壳内存在与其做成一体的间隔部6,即隔壁,第一旋转部件31必须从图中的左侧开口部,第二旋转部件32必须从图中的右侧开口部这两个方向分别装入外壳2中,因而,在旋转部件组装后的最终工序中必须在左右两侧的开口部分别安装第一及第二端盖,因而组装工序花费工时多。
再有,利用现有的组装方法制作的双轴旋转阻尼器,由于其不仅必须二个封闭用的端盖,而且密封部位多达三处,也增加了端盖及密封部件的零部件数量,与此相应组装工序也增多,从而使制造成本提高。
特开平5-296267号公报中的双轴旋转阻尼器的组装方法也存在同样的问题。发明内容
因此,本发明的任务在于提供一种对现有的双轴旋转阻尼器所具有的这些缺点加以改进的多轴旋转阻尼器。
为了解决上述问题,实现本发明的任务,本发明的多轴旋转阻尼器的结构是,包括:外壳,其轴向的一端为底部,另一端为开口部,形成在内部装有粘性液体的流体室;旋转部件,由装在上述流体室内的基部和突出于上述流体室外的轴部构成,并相对上述外壳可相对自由地转动;流体转矩控制装置,与上述旋转部件的基部连动而控制随着该旋转部件的旋转所产生的转矩的有无和大小,其特征在于:具有配置在上述外壳内、划分上述流体室为多个流体分室、与上述外壳分体设置的一个或多个隔壁,将基部装在上述多个流体分室的各个中的多个旋转部件的轴部构成相互同心的多轴结构。
通过将隔壁与外壳分体设置,组装作业时,由于可从外壳的同一个开口部插入第一旋转部件和第二旋转部件,因而,可由一个方向进行组装而使组装工序简化。
由于在轴向的一端具有底部,即做成所谓有底的外壳,一个端盖就够了,密封部位也减少;由于减少了端盖及密封部件的零部件数量,从而也减少了与之相应的组装工序,可使制造成本降低。
由于隔壁与外壳做成分体的,也容易利用同一个外壳做成三轴以上的多轴结构,因此,还可以在不改变外壳的情况下实现与三个以上的开关件相对应的多轴旋转阻尼器的结构。
在本发明的第二方案中,在隔壁上开有连通相邻的上述流体分室的连通孔。借此,在组装作业时,可通过一次注入粘性流体的工序而同时充填多个流体分室,从而进一步使组装工序简化。附图说明
图1是表示具有本发明的第一结构实例的隔壁的双轴旋转阻尼器的内部结构的部分纵剖视图。
图2是本发明的第一结构实例的隔壁,图2(a)是其正视图,图2(b)是沿图2(a)的A-A线的截面图。
图3是本发明的第二结构实例的隔壁的正视图。
图4是沿图1的B-B线的截面图。
图5是沿图1的C-C线的截面图。
图6是表示第一旋转部件的动作的截面图。
图7是表示第二旋转部件的动作的截面图。具体实施方式
下面,参照附图对本发明的一个实施例进行说明。图1是表示具有本发明的第一结构实例的隔壁的双轴旋转阻尼器的内部结构的部分纵剖视图。图2(a)是表示本发明的第一结构实例的隔壁的正视图,图2(b)是沿图2(a)的A-A线的截面图,图3是本发明的第二结构实例的隔壁的正视图。
如图1所示,本发明的双轴旋转阻尼器具有外壳2,该外壳2以塑料材料制成,其轴向的一端用与其做成一体的底部3封闭,其另一端开口。在外壳2的内部形成有充填封有粘性高的粘性流体5的流体室。
另外,本发明的双轴旋转阻尼器1的全部或其一部分也可以由金属等其它材料构成。
流体室利用在外壳2的轴向中间设置成可自由装拆的第一结构实例的隔壁6划分成第一流体分室7和第二流体分室8。在各个第一流体分室7和第二流体分室8中,分别装有第一旋转部件9和第二旋转部件10的基部11、12。
另外,为了构成三轴旋转阻尼器,可以准备二个上述隔壁6,并分别安装在外壳2中,从而将流体室划分为三个流体分室。在图1中,隔壁6在中央部位具有用于第一旋转部件9的轴部13穿过的通孔15。隔壁6的第一流体分室7一边的侧面的外周部与设置在外壳2的内周面16的台阶部17配合。隔壁6的第二分室8一边的侧面的中央部位形成圆形的凹部,第二旋转部件10的基部12的底面的中央部分所形成的凸部18容纳于其中。但是,隔壁6不限于这种结构,也可以是能安装在外壳2上的结构。
另外,图1中,隔壁6虽表示为安装在外壳2的大致中央部位的情况,但其安装位置也可以根据在第一流体分室7和第二流体分室8所产生的设计转矩值而与中央部位有所偏移。
在外壳2的另一端的开口部4上使用例如螺栓50安装着带孔端盖19,第一及第二旋转部件的轴部13、14一并从该孔20突出于外壳2之外。第二旋转部件10为中空状,第一旋转部件9的轴部13由设置在隔壁6的中央部位的孔15穿过第二旋转部件10的基部12及轴部14的中空部分而突出于外壳2之外。
第一旋转部件9和第二旋转部件10虽都能以外壳2的轴心0为中心同心地转动,但由于在第一旋转部件9的轴部13的外周面21和第二旋转部件10的中空部分的内周面22之间设置了微小的间隙,不会由于一个旋转部件的旋转而带动另一个旋转部件同时旋转。
由于在第一旋转部件9和第二旋转部件10之间配置了作为密封部件的O形环23,可防止两个流体分室7、8间的粘性液体5由两个旋转部件9、10之间泄漏。
在位于外壳2内的带孔端盖19附近的第二旋转部件10的基部12的外周面上形成有密封用沟槽24,将O形环23镶嵌入其中。因此,可防止粘性液体5从外壳2和第二旋转部件10之间泄漏。
在第一旋转部件9的轴部13的前端形成有直柄25,将该直柄部分嵌入未图示的便盖的转动轴上便可与便盖连接固定。同样,在第二旋转部件10的轴部14的前端上也形成直柄25,将该直柄部分嵌入未图示的便座的转动轴上便可与便座连接固定。这样一来,就将应予制动的二个开关件,即便盖和便座连接到第一及第二旋转部件9、10上,从而赋与其阻尼力。
下面,根据图2对第一结构实例的隔壁的结构进行详细的说明。
如图2(a)及(b)所示,隔壁6的整体形状为圆盘状的碟形,具有:其外周面与外壳2的内周面16接触的外周壁27、和其中央部位具有第一旋转部件9的轴部13穿过的孔15的底壁28。碟形隔壁6形成其底壁28的凹状的那一侧面与设置在第二旋转部件10的基部12的底面的中央部位的凸部18相对,底壁28的另一侧面的外周部与外壳2的台阶部17配合。
在隔壁6的外周壁27上设置有一对切口29、29。该切口29的形成使其在将隔壁6安装到外壳2中的组装工序时,用于插入沿着外壳2的内周面16的轴向设置的将于后述的凸壁31。
下面,根据图3对第二结构实例的隔壁的构造进行说明。
第二结构实例的隔壁是在第一结构实例的隔壁6的构造的基础上还具有在轴向贯通其外周壁27、用于连通第一及第二流体分室7、8之间的二对连通孔30。如图3所示,这些连通孔30由2个小的圆孔构成,设置在切口29的附近。
连通孔30只要是其构成可以连通相邻的流体分室7、8即可,并不限定于图示的形状,也可以是大的圆孔,多角孔等。另外,设置连通孔的位置虽不限定于图示的外周壁27的圆周方向的地方,但应是构成后述的减压室b,b’的圆周方向的位置,最好是外壳2的后述的凸壁31附近的位置。
下面,对具有未设置连通孔的第一结构实例的隔壁6的双轴旋转阻尼器1的组装过程,参照图1进行说明。
在组装该双轴旋转阻尼器时,首先,将位于图中左侧的外壳2的开口部4朝上竖放,将粘性流体5从该开口部4注入,充填粘性流体的量是考虑到在流体室中的第一旋转部件9的基部11的体积的量,即,假设在装有第一旋转部件9的基部11的情况下充满第一流体分室7的量。
其次,从该开口部依次将第一旋转部件9和隔壁6插入外壳2中的流体室内。借此,流体室就划分成为容纳第一旋转部件9的基部11的第一流体分室7和在下道工序中装进的第二旋转部件10的基部12的第二流体分室。
接着,再从该开口部4注入粘性流体5,充填粘性流体的量是考虑到在第二流体分室8中的第二旋转部件10的基部12的体积的量,即,假设在容纳第二旋转部件10的基部12的情况下充满第二流体分室8的量,然后再将第二旋转部件10插入第二流体分室8。这时,在第一旋转部件9和第二旋转部件10之间,及在外壳2和第二旋转部件之间用O形环密封,以免粘性流体从这些间隙间漏出。
最后,安装端盖19以密封该开口部4。
如上所述,具有第一结构实例的隔壁6的双轴旋转阻尼器1的组装工序,由于可从具有开口部4的外壳2的一个方向进行全部构成零部件的组装作业,在组装工序简化的同时,由于外壳2的另一端作为底部3被封死,只要一个端盖就够了,密封所必须的部分也减少到二处,其结果,由于构成零部件的数量及组装工序均减少,从而可降低双轴旋转阻尼器1的制造成本。
另外,在组装三轴以上的旋转阻尼器时,在组装端盖19的最终组装工序前,可重复一次或多次插入第二隔壁、注入粘性流体,然后再将第三旋转部件插入第三流体分室的工序。
下面,对具有设置了连通孔30的第二结构实例的隔壁6的双轴旋转阻尼器1的组装工序,同样参照图1进行说明。
在组装这种双轴旋转阻尼器1时,与第一结构实例的隔壁6的情况相同,首先,将左侧的开口部朝上使外壳2竖立放置,从该开口部4注入粘性流体5,充填粘性流体的量是考虑到流体室中全部容纳的零部件的体积的量,即,假如容纳了全部容纳的零部件的情况下充满第一及第二流体分室7、8的量。
其次,将第一旋转部件9、隔壁6和第二旋转部件10依次从相同的开口部4插入外壳2内的流体室中。这时,用O形环密封第一旋转部件9和第二旋转部件10之间及第二旋转部件10和外壳2之间以免粘性流体从其中漏出。
最后,安装端盖19以封闭该开口部4。
另外,在上述组装工序中,也可以在依次将第一旋转部件9、隔壁6和第二旋转部件10从相同的开口部4插入外壳2内的流体室中之后,再从该开口部4注入粘性流体。这时,连通孔30为小孔时,使用压力机将粘性流体压入是有效的。
如上所述,具有第二结构实例的隔壁6的双轴旋转阻尼器1的组装工序与第一结构实例的情况相同,可从位于外壳2的一端的开口部4进行全部构成的零部件的组装作业的同时,由于在隔壁6上设置了连通孔30,还可通过一次注入粘性流体的工序就能以粘性流体同时充填流体室的第一流体分室7和第二流体分室8,因而使组装工序更加简化。
另外,在组装三轴以上的旋转阻尼器时,在最初的组装工序中,可以将数套构成多轴结构的一组旋转部件和隔壁以及构成多轴的最终轴的旋转部件依次插入外壳内的流体室中。
下面,参照图4及图5对隔壁6为第一结构实例和第二结构实例所构成的双轴旋转阻尼器1的构造的例子进行说明。图4是沿图1的B-B线的截面图,图5是沿图1的C-C线的截面图。
如图4及图5所示,旋转阻尼器1的外壳2以外壳2的轴心0为中心在对称位置具有通过下述的第一及第二流体分室7、8的、在外壳2的内周面上沿轴向设置的、向内突出的一对凸壁31、31。第一及第二流体分室7、8的一对凸壁31、31具有在圆周方向将流体室分隔为相邻的两个室的作用。但是,第二流体分室的一对凸壁31、31还具有用于将隔壁6插入外壳2内的导轨的作用。通过一对凸壁31、31和后述的一对叶片34、34,分别在圆周方向将第一及第二流体分室7、8划分为加压室a、a’及减压室b、b’共四个室。另外,图4及图5中省略了粘性流体5。
如图4所示,外壳2的第一流体分室7的凸壁31的前端面32与第一旋转部件9的基部11的外周面33滑动接触。第一旋转部件9的基部11以其轴心为中心在对称位置具有在其外周面33上沿轴向设置的、向外突出的一对叶片34、34。叶片34的前端面35与外壳2的第一流体分室7的内圆周面16滑动接触。而且,叶片34随着第一旋转部件9的旋转,沿外壳2的第一流体分室7的内圆周面16滑动。
再有,在第一旋转部件9上形成从叶片34的一侧到另一侧,贯通基部11、在基部11的外圆周面33上开口的一对流体通道36、36。如图4所示,流体通道36的一边的开口37一直切到叶片34的根部。然而,流体通道36的纵断面的形状并不限定于此,也可以是矩形或其它形状,但是,其至少一边的开口38必须不能切到叶片34的加压室a、a’一侧的根部。另外,流体通道36的开口的断面形状也可以是矩形或其它形状。
通过在第一旋转部件9的基部11上所形成的流体通道36及其开口37、38的形状以及其大小,可以决定第一流体分室7中所产生的阻尼转矩的有无和大小。
另外,第一流体分室7的流体转矩的控制机构虽由上述流体通道、外壳2的第一流体分室7的凸壁31及第一旋转部件9的叶片34构成,但并不限定于此,只要是在第一流体分室7中设置在外壳2和叶片34之间的阀机构之类的能随着旋转部件的旋转可控制所产生的转矩的大小,什么样的构成机构均可。
如图5所示,外壳2的第二流体分室的凸壁31的前端面32与第二旋转部件10的基部12的外圆周面33滑动接触。第二旋转部件10的基部12以其轴心为中心在对称位置在其外周面33上具有沿轴向设置的、向外方突出的一对叶片34、34。叶片34的前端面35与外壳2的第二流体分室8的内圆周面16滑动接触。而且,叶片34随着第二部件10的转动,沿着外壳2的第二流体分室8的内周面16滑动。
再有,在第二旋转部件10上也形成有在叶片34的两侧的基部的外圆周面33上开口的一对流体通道39、39。而且,在第二旋转部件10的基部12上形成的中空部分的内周面22上,沿其圆周方向在外壳2的轴向设置一定宽度的槽42。设置在第二旋转部件10的基部12上的槽42形成由叶片34的一侧到另一侧贯穿基部12的部分,与上述两个开口40、41相结合,在第二流体分室8中构成连通加压室a、a’和减压室b、b’的流体通道39、39。另外,第二旋转部件10的流体通道39的开口40、41与第一旋转部件9的流体通道36的开口37、38做成大致相同的形状。
另外,第二流体分室8的流体转矩控制机构由上述流体通道39,外壳2的第二流体分室8的凸壁31及第二旋转部件10的叶片34构成,但并不限定于此,只要是在第二流体分室8中设置在外壳2和叶片34之间的阀机构之类的随着旋转部件的旋转可控制所产生的转矩的大小,也可以是任何形式的构成机构。
下面,参照图6对如上所述构成的、与便盖连接的第一旋转部件9的动作进行说明。
图6(1)表示的是便盖完全打开状态的第一旋转部件9的旋转位置。该旋转位置表示的是第一旋转部件9向反时针方向(箭头B的方向)旋转达到一个方向的终端区域()的情况;在该终端区域,通过未图示的外部制动部件使便盖的打开动作完全停止的状态。
图6(2)表示的是便盖从全开位置到关闭到一半的状态的第一旋转部件9的旋转位置。该旋转位置表示的是第一旋转部件9从图6(1)所示的旋转位置沿顺时针方向(箭头A的方向)开始旋转,其旋转行程的旋转角约为40°的状态。在从图6(1)到图6(2)之间的旋转行程中,由于第一旋转部件9在加压室a、a’和减压室b、b’之间的流体通道36的开口呈大致全开的状态下旋转,因而可不产生高转矩地平稳地旋转。因此,便盖可从旋转初期平稳地关闭。
图6(3)表示的是便盖关闭到2/3左右的状态的第一旋转部件9的旋转位置。该旋转位置表示的是第一旋转部件9从图6(2)所示的旋转位置进一步沿顺时针方向向另一方的终端区域旋转,旋转行程的旋转角约为60°的状态。即使在从图6(2)到图6(3)之间的旋转行程中,由于加压室a、a’和减压室b、b’之间的流体通道36的开口一直打开,因而第一旋转部件9不产生高转矩地旋转。因此,便盖平稳地关闭。
但是,在图6(3)所示的状态中,由于流体通道36的另一边的开口38到达外壳2的第一流体分室7的凸壁31的前端面32而被关闭,因而加压室a、a’和减压室b、b’之间的流体通道36完全关闭。因此,加压室a、a’的压力增高而产生高转矩。因此,对便盖作用阻尼力。
图6(4)表示的是便盖完全关闭状态的第一旋转部件9的旋转位置。该旋转位置表示的是第一旋转部件9从图6(3)所示的终端区域进一步沿顺时针方向旋转,在该终端区域,通过未图示的外部制动部件使便盖的关闭动作完全停止的状态。因此,便盖完全关闭。
在从图6(3)到图6(4)之间的终端区域的旋转行程中,由于加压室a、a’和减压室b、b’之间的流体通道36处于完全关闭的状态,加压室a、a’在维持高压的状态下对第一旋转部件9产生阻尼作用地进行旋转。因此,由于阻尼力的作用使便盖慢慢地关闭。
另外,第一旋转部件9从图6(4)所示的便盖完全关闭的位置再向反时针方向开始旋转而打开便盖时,由于在旋转初期关闭的加压室a、a’和减压室b、b’之间的流体通道36慢慢地打开,因而第一旋转部件9除在旋转初期外都不产生高转矩地旋转。因此,便盖除开始打开时从外都能以小的力平稳地打开。
下面,参照附图7对如上所述构成的、与便座连接的第二旋转部件10的动作进行说明。
如上所述,第二旋转部件10的流体通道39除了贯通基部的部分与第一旋转部件9的流体通道36不同外,其余具有基本相同的形状。因此第二旋转部件10的动作基本上与第一旋转部件9的动作相同。
即,在图7(1)所示的第二旋转部件10的旋转位置,处于便座的打开动作完全停止的状态。在便座全开位置、打开动作停止的状态下,由于连通加压室a、a’和减压室b、b’的流体通道39的开口打开相通,从而形成低转矩的区域。
从图7(1)的全开位置到表示便座关闭到一半的状态的图7(2)之间的旋转行程中,由于第二旋转部件10在加压室a、a’和减压室b、b’之间的流体通道39的开口大致全开的状态下旋转,因而,在不产生高转矩的状态下平稳地旋转。因此,便座从旋转初期开始即平稳地关闭。
即使在从图7(2)到表示便座关闭到2/3左右的状态的图7(3)之间的旋转行程中,由于加压室a、a’和减压室b、b’之间的流体通道39的开口仍打开,第二旋转部件10仍在不产生高转矩的状态下旋转。因此,便座平稳地关闭。
但是,在图7(3)所示的状态下,由于流体通道39的另一开口41到达外壳2的第二流体分室8的凸壁31的前端面32而关闭,加压室a、a’的压力增高而产生高转矩。因此,便座受到阻尼力的作用。
从表示关闭便座状态的第二旋转部件10的旋转位置的图7(3)开始,到表示便座的关闭动作完全停止、便座完全被关闭的状态的图7(4)之间的终端区域的旋转行程中,由于加压室a、a’和减压室b、b’之间的流体通道39处于完全关闭的状态,在加压室a、a’维持高压的状态下,第二旋转部件10在受到阻尼力的作用的情况下旋转。因此,由于阻尼力的作用,便座慢慢地关闭。而且,第二旋转部件10再从图7(4)所示的便座全关位置开始反时针方向旋转而打开便座时,由于在旋转初期关闭的加压室a、a’和减压室b、b’之间的流体通道39慢慢地打开,因而,除旋转初期外,第二旋转部件10不产生高转矩地旋转。因此,便座除开始外能以小的力平稳地打开。
如上所述,本发明的多轴旋转阻尼器,按照第一结构实例,可从外壳的一个方向进行全部组装作业,使组装工序简化,同时因零部件数和组装工序减少而使成本降低,可独立地对二个以上的开闭体赋予阻尼力,进而,利用相同的外壳可以很容易地应用于三个以上的开闭体。
再有,本发明的多轴旋转阻尼器,按照第二结构实例,在组装作业时可以在一次注入工序中将粘性流体充填到多个流体分室,可进一步简化组装工序。