JP5180231B2

JP5180231B2 - ダンパ装置

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Publication number: JP5180231B2
Application number: JP2009547095A
Authority: JP
Inventors: 正城小川
Original assignee: Sugatsune Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sugatsune Kogyo Co Ltd
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2028-12-22
Also published as: EP2230417A4; EP2230417B1; ES2754049T3; EP2230417A1; JPWO2009081894A1; WO2009081894A1

Description

本発明は、相対的に変位する二つの部材の一方向への変位速度を低速に抑えるためのダンパ装置に関する。

一般に、この種のダンパ装置は、内部に収容孔を有するダンパ本体と、収容孔に移動可能に設けられ、収容孔の内部を第１及び第２の室に区画するピストンと、第１及び第２の室に充填された流体と、上記第１の室と上記第２の室とを連通し、上記流体を抵抗なく流す連通路と、ピストンが第１の室から第２の室に向かう方向へ移動する際には連通路を開き、ピストンが第２の室から第１の室に向かう方向へ移動する際には連通路を閉じる弁機構と、第１の室と第２の室とを連通し、流体を所定の大きさの抵抗をもって流す抵抗通路とを備えている。ピストンの外周面には、周方向へ環状に延びる装着凹部が形成されており、この装着凹部には弾性材からなるリング状のシール部材が装着されている。シール部材の外周部は、収容孔の内周面に押圧接触させられている。これにより、収容孔の内周面とピストンの外周面との間が封止されている。

上記構成のダンパ装置を用いる場合には、ダンパ本体が相対変位する二つの部材のうちの一方に連結され、ピストンが他方に連結される。そして、二つの部材が一方向へ変位する際には、ピストンが第２の室から第１の室へ向かって移動する。すると、弁機構が連通路を閉じるため、第１の室内の流体が抵抗通路を通って第２の室に流れ込む。流体が抵抗通路を通る際に発生する流通抵抗によってピストンの移動が低速に抑えられ、ひいては二つの部材の一方向への変位速度が低速に抑えられる。二つの部材が他方向へ変位する際には、ピストンが第１の室から第２の室へ向かって移動する。このときには、弁機構が連通路を開くので、第２の室内の流体が第１の室に抵抗なく流入することができ、ピストンが高速で移動することができる。したがって、二つの部材が他方向へ高速で変位することができる。
特開平１０−３３１８９５号公報公報

上記従来のダンパ装置においては、ピストンに設けられたシール部材が収容孔の内周面に押圧接触しており、シール部材と収容孔の内周面との間に大きな摩擦抵抗が発生する。特に、ピストンが停止している状態では、大きな静止摩擦抵抗が発生する。このため、ピストンを静止状態から移動させるときに大きな力が必要になり、二つの部材を手動で変位させるような場合には、変位初期に部材の動きが重いという問題があった。

上記の問題を解決するために、この発明は、内部に収容孔を有するダンパ本体と、上記収容孔に移動可能に設けられ、上記収容孔の内部を第１及び第２室に区画するピストンと、上記第１及び第２の室に充填された流体と、上記第１の室と第２の室とを連通し、上記流体を抵抗なく流す連通路と、上記ピストンが上記第１の室から上記第２の室に向かう方向へ移動する際には上記連通路を開き、上記ピストンが上記第２の室から上記第１の室に向かう方向へ移動する際には上記連通路を閉じる弁機構と、上記第１の室と上記第２の室とを連通し、上記流体を所定の大きさの抵抗をもって流す抵抗通路とを備え、上記ピストンの外周面に周方向へ環状に延びる装着凹部が形成され、この装着凹部に弾性材からなるリング状のシール部材が収容され、上記装着凹部及び上記シール部材が上記弁機構とは別に設けられたダンパ装置において、上記シール部材が上記装着凹部内を上記ピストンの移動方向へ移動することができるよう、上記装着凹部の幅が上記シール部材の上記ピストンの移動方向における幅より広く設定され、少なくとも上記シール部材が上記装着凹部の上記第２の室側の端部に位置しているときには、上記シール部材の外周部がそれ自体の弾性によって上記収容孔の内周面に押圧接触させられ、上記シール部材の外周部と上記収容孔の内周面との間に発生する摩擦抵抗が、上記シール部材の内周部と上記装着凹部の底面との間に発生する摩擦抵抗より大きく設定されていることを特徴としている。
この場合、上記シール部材の外周部が、上記シール部材の移動範囲全体にわたって上記収容孔の内周面に押圧接触させられ、上記装着凹部の幅方向の各部における上記シール部材の外周部と上記収容孔の内周面との間に発生する摩擦抵抗が、上記シール部材の内周部と上記装着凹部の底面との間に発生する摩擦抵抗より大きく設定されていることが望ましい。
また、上記装着凹部の底面の直径が、上記装着凹部の一端側で大きく、他端側で小さく設定され、上記シール部材の内周部が、それ自体の弾性により、上記シール部材の移動範囲全体にわたって上記装着凹部の底面に押圧接触させられていることが望ましい。

上記特徴構成を有するこの発明によれば、シール部材が装着凹部のうちの第２の室側の端部に位置しているときには、シール部材の外周部と収容孔の内周面との間に発生する摩擦抵抗が、シール部材の内周部と装着凹部の底面との間に発生する摩擦抵抗より大きい。したがって、ピストンが第１の室から第２の室に向かう方向へ移動すると、シール部材は、収容孔の内周面に接触して停止した状態を維持し、ピストンに対して相対移動する。つまり、ピストンの第１の室から第２の室に向かう方向への移動当初は、シール部材と収容孔の内周面との間に発生する摩擦抵抗がピストンに作用することがなく、それより小さい摩擦抵抗、すなわちシール部材の内周部と装着凹部の底面との間に発生する摩擦抵抗がピストンに作用するだけである。よって、ピストンを第１の室から第２の室へ向かう方向へ軽く移動させることができる。

この発明に係る回転ダンパの一実施の形態を示す正面図である。同実施の形態を示す側面図である。同実施の形態を、ピストンが第１の位置に位置し、かつ弁体が開弁位置に位置した状態で示す図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。同実施の形態を、ピストンが第２の位置に位置し、かつ弁体が開弁位置に位置した状態で示す図３と同様の断面図である。同実施の形態を、ピストンが第２の位置から第１の位置へ移動する途中の状態で示す図３と同様の断面図である。同実施の形態を、ピストンが第１の位置に位置し、かつ弁体が閉弁位置に位置した状態で示す図３と同様の断面図である。同実施の形態の分解斜視図である。同実施の形態において用いられているロータを示す図であって、図８（Ａ）はその正面図、図８（Ｂ）はその側面図、図８（Ｃ）は図８（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図８（Ｄ）は図８（Ｂ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。同実施の形態において用いられているピストンを示す図であって、図９（Ａ）はその正面図、図９（Ｂ）はその側面図、図９（Ｃ）はその平面図、図９（Ｄ）は図９（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。平面部の残り部が平坦部に接触した状態で示す図１のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。傾斜面部が平坦部に接触した状態で示す図１０と同様の図である。ロータが閉位置に位置しているときのロータとピストンとの関係を示す要部の展開図である。ロータが起立位置に位置しているときの図１２と同様の図である。ロータが起立位置から開方向へ当接角度だけ回動したときの図１２と同様の図である。ロータが開位置に位置しているときの図１２と同様の図である。収容孔、装着凹部及びシール部材の第１実施例を示す拡大断面図である。収容孔、装着凹部及びシール部材の第２実施例を示す拡大断面図である。収容孔、装着凹部及びシール部材の第３実施例を示す拡大断面図である。収容孔、装着凹部及びシール部材の第４実施例を示す拡大断面図である。収容孔、装着凹部及びシール部材の第５実施例を示す拡大断面図である。収容孔、装着凹部及びシール部材の第６実施例を示す拡大断面図である。収容孔、装着凹部及びシール部材の第７実施例を示す拡大断面図である。

符号の説明

１回転ダンパ
２ケーシング（ダンパ本体）
２ａ収容孔
３ｄ貫通孔（連通路）
３ｅ弁座
４ピストン
４ｉ装着凹部
６Ａ第１の室
６Ｂ第２の室
９コイルばね（付勢手段）
１０弁体
１１シール部材

以下、この発明を実施するための最良の形態を、添付の図１〜図１５を参照して説明する。
図１〜図７に示すように、この発明に係る回転ダンパ１は、ケーシング（ダンパ本体）２、ロータ３、ピストン４を備えている。

図１〜図７に示すように、ケーシング２は、断面円形の金属製の筒体からなるものであり、その内部が収容孔２ａになっている。この収容孔２ａは、その一端部（図１〜図７において上端部；以下、上下は図１〜図６における上下を意味するものとする。）が開口し、下端部に底部２ｂを有している。ケーシング２の外周部の下端部には、互いに対向する一対の平坦部（停止手段）２ｃ，２ｃが形成されている。一対の平坦部２ｃ，２ｃは、ケーシング２の軸線を中心として対称に配置されている。しかも、ケーシング２の軸線と平行に延びている。

ロータ３は、図１〜図７及び図８に示すように、連結部３ａ、大径部３ｂ及び小径部３ｃを有している。連結部３ａ、大径部３ｂ及び小径部３ｃは、いずれも断面円形状をなしており、互いの軸線を一致させた状態で上から下へ向かって順次形成されている。連結部３ａがケーシング２から上方へ向かって外部に突出し、かつ小径部３ｃがケーシング２の内部に収容された状態で、大径部３ｂがケーシング２の内周面の開口側の端部に回動可能に、かつ抜け止め状態で嵌合されている。これにより、ケーシング２とロータ３とが回動可能に連結されている。ケーシング２の内周面とロータ３の外周面との間は、Ｏリング等のシール部材５によって封止されている。

ケーシング２及びロータ３の連結部３ａは、相対回転可能に連結された二つの部材の一方と他方、例えば便器の便器本体と便蓋とのいずれか一方と他方とにそれぞれ回動不能に連結される。この実施の形態では、説明の便宜上、ケーシング２が便器本体に回動不能に連結され、ロータ３の連結部３ａが便蓋に回動不能に連結されるものとする。つまり、ケーシング２が回動不能に位置固定され、ロータ３がケーシング２に対して回動するものとする。

便蓋は、便器本体の上面に突き当たってその上端開口部を閉じた閉位置と、便器本体の上部の後端部に設けられたタンクに突き当たった開位置との間のほぼ１２０°の範囲を回動可能である。したがって、ロータ３も閉位置と開位置との間を回動可能である。ただし、ロータ３は、回転ダンパ１が単体として存在している場合、つまりケーシング２及びロータ３が相対回動する二つの部材のいずれにも連結されていない場合には、後述するように、閉位置と開位置とをそれぞれ若干越えて回動可能である。なお、回転ダンパ１は、便器に用いられる場合、ケーシング２及びロータ３の軸線が水平方向を向くように配置される。

ロータ３は、便蓋と一体に回動する。そこで、便蓋が閉位置に位置しているときのロータ３の位置も閉位置（第１回動位置）と称し、便蓋が開位置に位置しているときのロータ３の位置も開位置（第３回動位置）と称する。また、ロータ３が閉位置から開位置に向かう方向を開方向（第１の方向）と称し、ロータ３が開位置から閉位置に向かう方向を閉方向（第２の方向）と称する。

ロータ３には、その軸線上を上端面から下端面まで貫通する貫通孔（連通路）３ｄが形成されている。この貫通孔３ｄの内周面には、環状の弁座３ｅが形成されている。この弁座３ｅは、ロータ３の回動軸線上に中心を位置させた球面の一部によって構成されており、凹曲面状をなしている。弁座３ｅは、上下方向において小径部３ｃの中間部に位置するように配置されている。

大径部３ｂの下端面には、一対のカム面（カム機構）３ｆ，３ｆが形成されている。一対のカム面３ｆ，３ｆは、ロータ３の軸線を中心として対称に配置されており、ほぼ１２０°程度の長さをもって周方向に延びている。小径部３ｃには、その外周面から貫通孔３ｄの内周面まで延びる第１、第２横孔３ｇ，３ｈが形成されている。第１横孔３ｇは、上下方向（ロータ３の軸線方向）においてカム面３ｆとほぼ同一位置に配置されている。したがって、第１横孔３ｇは、弁座３ｅより上側に位置している。第２横孔３ｈは、弁座３ｅより下側に配置されている。

底部２ｂとロータ３の大径部３ｂとの間の収容孔２ａの内部には、上記ピストン４が上下方向（ケーシング２の軸線方向）へ移動可能に収容されている。ピストン４は、図３及び図６に示す第１の位置と、図４に示す第２の位置との間を移動可能である。ただし、ピストン４は、回転ダンパ１が単体として存在している場合には、第２の位置から第１の位置へ向かう方向（下方）へは第１の位置を越えて若干下方へ移動可能である。一方、第１の位置から第２の位置へ向かう方向（上方）へは、後述するように、第２の位置を越えて移動することができなくなっている。ピストン４は、ロータ３が閉位置に位置すると、第１の位置に位置し、ロータ３が閉位置から所定の角度（この実施の形態では８０°〜９０°の起立角度）だけ回動して起立位置（第２回動位置）に位置すると、第２の位置に位置する。

収容孔２ａにピストン４が設けられることにより、底部２ｂと大径部３ｂとの間の収容孔２ａの内部空間が、底部２ｂ側の第１の室６Ａと大径部３ｂ側の第２の室６Ｂとに区分されている。第１の室６Ａと第２の室６Ｂとは、第２の横孔３ｈ、貫通孔３ｄ及び第１の横孔３ｇを介して連通している。つまり、第２の横孔３ｈ、貫通孔３ｄ及び第１の横孔３ｇによって第１の室６Ａと第２の室６Ｂとを連通させる連通路が構成されている。第１及び第２の室６Ａ，６Ｂには、貫通孔３ｄ及び第１、第２横孔３ｇ，３ｈから導入された粘性流体等の流体（図示せず）が充填されている。粘性流体等の流体は、連通路をほとんど抵抗なく流れることができる。貫通孔３ｄの開口部は、当該開口部に螺合された栓体７及びシール部材８によって封止されている。

ピストン４は、図３〜図７及び図９に示すように、断面円形状をなしており、外径は収容孔２ａの内径とほぼ同一に設定されている。ピストン４の上部は、平坦部２ｃより上側に位置するケーシング２の内周面に摺動可能に、かつ回動可能に嵌合されている。一方、ピストン４の下部には、ピストン４の下端面から上方へ向かって延びる一対の平面部４ａ，４ａが形成されている。この一対の平面部４ａ，４ａは、ケーシング２の一対の平坦部２ｃ，２ｃの内面にそれぞれ摺動可能に面接触している。ピストン４の軸線（ケーシング２の軸線）を間にしてその両側に位置する部分（図９（Ａ）において、平面部４ａの左右の両側部）が平坦部２ｃに接触している限り、ピストン４はケーシング２に対して回動不能である。

平面部４ａには、傾斜面部４ｂが形成されている。傾斜面部４ｂは、ピストン４の下端面から上方へ向かって延びており、その長さは平面部４ａの長さより所定の長さだけ短くなっている。傾斜面部４ｂの幅方向（図９（Ａ）において左右方向）の一端（左端）は、平面部４ａの幅方向の中央に位置している。つまり、傾斜面部４ｂの幅方向の一端が、平面部４ａとその幅方向の中央部において交差している。傾斜面部４ｂの幅方向の他端は、ピストン４の外周面と交差している。図９（Ｄ）に示すように、傾斜面部４ｂは、その幅方向の一端から他端へ向かうにしたがって平面部４ａからピストン４の内部側へ離間するように、平面部４ａに対して傾斜させられている。

平面部４ａ及び傾斜面部４ｂは、ケーシング２の軸線方向におけるピストン４の位置に応じて平坦部２ｃ（の内面）と次のように接触、離間する。すなわち、ピストン４が第１の位置に位置しているときには、平面部４ａのうちの傾斜面部４ｂより上側に位置する部分（以下、回動規制部という。）４ｃが、その左右方向の全幅にわたって平坦部２ｃと接触している。したがって、ピストン４が第１の位置に位置しているときには、ピストン４がケーシング２に対して回動不能になっている。このときのピストン４の回動位置が初期位置である。回動規制部４ｃの平坦部２ｃに対する上下方向の接触長さは、ピストン４が第１の位置から上方へ移動するにしたがって短くなるが、ピストン４が第２の位置の直前の位置に達するまでは回動規制部４ｃが平坦部２ｃに接触しており、ピストン４が回転不能に維持される。しかるに、ピストン４が第２の位置に達すると、回動規制部４ｃの下端が平坦部２ｃの上端とほぼ一致するか、上方へ僅かに離間し、回動規制部４ｃ全体が平坦部２ｃから上方へ離間する。この状態では、図１０及び図１１に示すように、平面部４ａのうちの回動規制部４ｃを除いた部分（以下、残り部という。）４ｄ及び傾斜面部４ｂだけが平坦部２ｃと対向している。したがって、ピストン４は、第２の位置に位置すると、図１０に示すように、残り部４ｄが平坦部２ｃに突き当たることにより、残り部４ｄから傾斜面部４ｂへ向かう方向（図１０の矢印Ａ方向）へは回動することができないが、傾斜面部４ｂから残り部４ｄへ向かう方向（図１０の矢印Ｂ方向）へは、図１１に示すように、傾斜面部４ｂが平坦部２ｃに突き当たるまで、つまり傾斜面部４ｂの平面部４ａに対する傾斜角度の分だけ回動することができる。

ここで、残り部４ｄから傾斜面部４ｂへ向かう方向が閉方向と一致し、傾斜面部４ｂから残り部４ｄへ向かう方向が開方向と一致している。したがって、ピストン４は、第２の位置に位置すると、初期位置とそこから開方向へ傾斜面部４ｂの傾斜角度だけ離れた終端位置との間を回動可能になる。しかし、ピストン４は、第２の位置に位置しても閉方向へは回動不能である。

ピストン４には、その軸線上を上端面から下端面まで貫通する挿通孔４ｅが形成されている。この挿通孔４ｅの上部には、ロータ３の小径部３ｃが回動可能に、かつ摺動可能に挿通されている。挿通孔４ｅの内周面と小径部３ｃの外周面との間の環状の空間には、コイルばね（付勢手段）９が設けられている。コイルばね９は、その下端部が底部２ｂに突き当たる一方、上端部がピストン４に突き当たっており、ピストン４をロータ３の大径部３ｂに向かって付勢している。

ピストン４の大径部３ｂと対向する上端面には、一対のカム面（カム機構）４ｆ，４ｆが形成されている。このカム面４ｆは、コイルばね９の付勢力によってカム面３ｆに突き当てられている。ロータ３が閉位置に位置しているときには、カム面３ｆの下端部とカム面４ｆの上端部とが接触している（図１２参照）。このときのピストン４の位置が第１の位置である。カム面３ｆ，４ｆは、ロータ３が閉位置から開方向（図１２の矢印Ａ方向）へ回動するときには、ピストン４が第１の位置から第２の位置へ向かう方向（上方向）へ移動することを許容する。したがって、ロータ３が開方向へ回動すると、ピストン４がコイルばね９によって第１の位置側から第２の位置側へ移動させられる。カム面３ｆ，４ｆは、ロータ３が閉方向へ回動するときには、ピストン４をコイルばね９の付勢力に抗して第２の位置側から第１の位置側へ移動させる。

ピストン４は、その下端面が底部２ｂに突き当たるまで第１の位置からさらに下方へ移動可能であり、それに伴ってロータ３が閉位置を越えて若干の角度（例えば、５°程度）だけ回動可能である。しかし、回転ダンパ１が便器に用いられる場合には、上記のように、便蓋が便器本体に突き当たることにより、ロータ３の閉位置を越える回動が阻止されている、したがって、ピストン４は、第１の位置を越えて下方へ移動することがない。

図１２〜図１５に示すように、ロータ３には、カム面３ｆの下端から開方向に延びる第１規制面３ｉが形成されている。第１規制面３ｉは、ケーシング２の軸線とのなす角が直角である平面によって構成されている。一方、ピストン４には、カム面４ｆの上端から閉方向に延びる第２規制面４ｇが形成されている。第２規制面面４ｇは、ケーシング２の軸線とのなす角が直角である平面によって構成されている。第１規制面３ｉがピストン４の上端面に突き当たるか、第２規制面４ｇがロータ３の大径部３ｂの下端面に突き当たるか、あるいは第１及び第２規制面３ｉ，４ｇがピストン４の上端面及び大径部３ｂの下端面にそれぞれ突き当たると、それ以上ピストン４が上方へ移動することができなくなる。このときのピストン４の位置が第２の位置である。したがって、ピストン４は、第２の位置を越えて上方へ移動することができない。上記のように、ピストン４が第１の位置から第２の位置に達したとき、ロータ３は閉位置から８０°〜９０°回動して起立位置に達している。

ロータ３には、第１規制面３ｉの先端から大径部３ｂの下端面まで延びる第１当接面３ｊが形成されている。この第１当接面３ｊは、第１規制面３ｉとのなす角が直角であり、開方向を向いている。ピストン４には、第２規制面４ｇの先端からピストン４の上端面まで延びる第２当接面４ｈが形成されている。この第２当接面４ｈは、第２規制面４ｇとのなす角が直角であり、閉方向を向いている。第２当接面４ｈは、ロータ３が起立位置に回動し、それに伴ってピストン４が第２の位置に達したとき、第１当接面３ｊに対して周方向へ所定の距離だけ離間するように配置されている（図１３参照）。したがって、ロータ３は、初期位置に位置しているピストン４に対し、第１、第２当接面３ｊ，４ｈ間の距離に相当する角度（以下、当接角度という。）の分だけ起立位置（第２回動位置）から開方向へ回動可能である。第１当接面３ｊが初期位置に位置しているピストン４の第２当接面４ｈに突き当たったときのロータ３の回動位置が第３回動位置である（図１４参照）。第１、第２当接面３ｊ，４ｈが突き当たった後、ロータ３は、傾斜面部４ｂと平面部４ａとの傾斜角度の分だけピストン４と一緒に開方向へさらに回動可能である（図１５参照）。このときのロータ３の位置を最大回動位置とすると、最大回動位置は、閉位置から開位置へ向かう方向において開位置を若干の角度（例えば５°程度）だけ越えている。したがって、回転ダンパ１が便器に用いられる場合には、ロータ３が最大回動位置に回動することがなく、最大回動位置より所定角度だけ手前の開位置において停止する。

図３〜図６に示すように、弁座３ｅより下側に位置する貫通孔３ｄの内部には、弁体１０が上下方向（貫通孔３ｄの長手方向）へ移動可能に挿入されている。この弁体１０は、図５及び図６に示す閉弁位置と、図３及び図４に示す開弁位置との間を移動可能である。弁体１０が閉弁位置に位置すると、弁体１０の弁部１０ａが弁座３ｅに着座し、貫通孔３ｄの弁座３ｅより上側の部分と下側の部分との間を遮断する。その結果、第１の室６Ａと第２の室６Ｂとの間が遮断される。一方、弁体１０が開弁位置に位置すると、弁部１０ａが弁座３ｅから下方に離間する。この結果、第１の室６Ａと第２の室６Ｂとが貫通孔３ｄを介して連通する。

弁体１０の開弁位置と閉弁位置との間の移動は、ロータ３の回動に伴って自動的に行われる。すなわち、ロータ３が開方向へ回動し、それに伴ってピストン４が上方へ移動すると、第２の室６Ｂ内の流体が貫通孔３ｄを通って第１の室６Ａ内に流入する。そして、貫通孔３ｄ内を下方に向かって流れる流体によって弁体１０が押し下げられ、開弁位置に移動させられる。一方、ロータ３が閉方向へ回動し、それに伴ってピストン４が下方へ移動すると、第１の室６Ａ内の流体が貫通孔３ｄを通って第２の室６Ｂ内に流入する。このときには、貫通孔３ｄ内を上方へ流れる流体によって弁体１０が押し上げられ、閉弁位置まで移動させられる。

図３〜図６、図９及び図１６に示すように、ピストン４の外周面には、装着凹部４ｉが形成されている。この装着凹部４ｉには、Ｏリング等の弾性材からなシール部材１１が収容されている。シール部材１１は、それ自体の弾性によって装着凹部４ｉの底面及び収容孔２ａの内周面に常時押圧接触させられている。これにより、ピストン４の外周面と収容孔２ａの内周面との間が封止されている。

装着凹部４ｉの幅（図１６において上下方向の幅）は、シール部材１１を構成する線材の外径より広くなっている。したがって、シール部材１１は、装着凹部４ｉ内を装着凹部４ｉの幅とシール部材１１の線材の外径との差の分だけ装着凹部４ｉの幅方向へ移動可能であり、ピストン４が第１の位置に位置しているときには、シール部材１１が装着凹部４ｉの上側の端部（第２の室６Ｂ側の端部）に位置して装着凹部４ｉの上側の側面に接触している。ピストン４が第２の位置に位置しているときには、シール部材１１が装着凹部４ｉの下側の端部（第１の室６Ａ側の端部）に位置して装着凹部４ｉの下側の側面に接触している。

装着凹部４ｉの底面の上端側の部分には、深さの浅い第１凹部４ｊが形成されている。この第１凹部４ｊを区画する底面は、シール部材１１の線材の半径とほぼ同一の曲率半径を有する円弧面によって構成されている。しかも、第１凹部４ｊは、ピストン４が第１の位置に位置すると、シール部材１１の内周部が隙間のない嵌合状態で入り込むように、つまり第１凹部４ｊを区画する底面に隙間なく接するように配置されている。一方、装着凹部４ｉの底面の下端側の部分には、深さの浅い第２凹部４ｋが形成されている。この第２凹部４ｋを区画する底面は、第１凹部４ｊの底面を構成する円弧面と同一の曲率半径を有する円弧面によって構成されている。しかも、第２凹部４ｋは、ピストン４が第２の位置に位置すると、シール部材１１の内周部が隙間のない嵌合状態で入り込むように、つまり第２凹部４ｋを区画する底面に隙間なく接するように配置されている。ただし、第２凹部４ｋを構成する円弧面の曲率中心は、第１凹部４ｊを構成する円弧面の曲率中心よりピストン４の径方向内側に配置されている。その分だけ第２凹部４ｋの深さ（ピストン４の外周面からの深さ）が第１凹部４ｊより深くなっている。第１凹部４ｊと第２凹部４ｋとの間の装着凹部４ｉの底面は、ピストン４の軸線（収容孔２ａの軸線）に沿って延びる円筒面又は第１凹部４ｊから第２凹部４ｋに向かって小径になるテーパ面とされている。

シール部材１１がケーシング２及びピストン４に対して上下方向へ移動するときには、シール部材１１の内周部が装着凹部４ｉの底面（第１、第２凹部４ｊ，４ｋを構成する底面を含む）に対して摺動する一方、シール部材１１の外周部が収容孔２ａの内周面に対して摺動する。したがって、シール部材１１と装着凹部４ｉの底面及び収容孔２ａの内周面との各間には、シール部材１１の移動を阻止しようとする摩擦抵抗が発生する。この場合、シール部材１１の寸法及び装着凹部４ｉの深さ等を適宜に設定することにより、ピストン４の上下方向の位置に拘わらず、シール部材１１と収容孔２ａの内周面との間に発生する摩擦抵抗が、シール部材１１と装着凹部４ｉの底面との間に発生する摩擦抵抗より大きくなっている。特に、この実施の形態では、シール部材１１の外周部の収容孔２ａの内周面に対する接触面積を、シール部材１１の内周部の装着凹部４ｉの底面に対する接触面積より大きくすることにより、シール部材１１と収容孔２ａの内周面との間に発生する摩擦抵抗を、シール部材１１と装着凹部４ｉの底面との間に発生する摩擦抵抗より大きくしている。シール部材１１の外周部の収容孔２ａの内周面に対する接触圧を、シール部材１１の内周部の装着凹部４ｉの底面に対する接触圧より大きくすることによっても、シール部材１１と収容孔２ａの内周面との間に発生する摩擦抵抗を、シール部材１１と装着凹部４ｉの底面との間に発生する摩擦抵抗より大きくすることができる。

シール部材１１と収容孔２ａの内周面との間に発生する摩擦抵抗が、シール部材１１と装着凹部４ｉの底面との間に発生する摩擦抵抗より大きいと、ピストン４が移動し始めたとき、シール部材１１は、ピストン４の移動方向を向く装着凹部４ｉの側面に突き当たるまで装着凹部４ｉ内をピストン４に対して相対移動する。換言すれば、シール部材１１は、ピストン４が移動し始めてからピストン４の移動方向を向く装着凹部４ｉの側面がシール部材１１に突き当たるまでは収容孔２ａの内周面に対して停止状態を維持する。

上記構成の回転ダンパ１が用いられた便器において、いま、便蓋（ロータ３）が閉位置（第１回動位置）に位置しているものとする。このときには、ピストン４が第１の位置に位置し、弁体１０が開弁位置に位置し、シール部材１１が装着凹部４ｉの上側の端部（第２の室６Ｂ側の端部）に位置している。また、図１２に示すように、カム面３ｆの下端部がカム面４ｆの上端部に突き当たっている。なお、便蓋が閉位置に位置しているときには、コイルばね９の付勢力によって便蓋が開方向へ回動付勢されているが、コイルばね９による回動付勢力は、閉位置に位置しているときの蓋体の自重による回転モーメントより小さいので便蓋がコイルばね９によって開方向へ回動させられることはない。

便蓋を閉位置から手動で開回動させると、ピストン４がコイルばね９によって第１の位置から第２の位置に向かって移動させられる。このときには、ピストン４の移動に伴って第２の室６Ｂ内の流体が貫通孔３ｄを通って第１の室６Ａ内に流入するが、弁体１０が開弁位置に位置しているので、ほとんど抵抗なく流入する。したがって、便蓋を軽く、しかも高速で開回動させることができる。

また、便蓋の閉位置からの回動当初は、ピストン４の移動に伴ってシール部材１１が相対的に下方へ移動するので、ピストン４をより一層軽く移動させることができる。すなわち、仮にシール部材１１がピストン４に上下方向へ移動不能に設けられていると、ピストン４は、第１の位置から移動し始めるとき、シール部材１１と収容孔２ａの内周面との間に作用する摩擦抵抗に抗して移動することになる。このため、ピストン４の移動開始当初は、移動抵抗が大きく、便蓋の開回動が重くなってしまう。しかるに、ピストン４は、シール部材１１と収容孔２ａの内周面との間に発生する摩擦抵抗に抗して移動するのではなく、それより小さいシール部材１１と装着凹部４ｉの底面との間に発生する摩擦抵抗に抗して移動するだけである。したがって、ピストン４は、第１の位置から第２の位置側へ軽く移動することができ、その分だけ便蓋を閉位置から開位置側へ軽く移動させることができる。なお、ピストン４が第１の位置から所定距離だけ移動すると、シール部材１１がピストン４の移動方向を向く装着凹部４ｉの側面に突き当たり、その後はシール部材１１がピストン４と一緒に移動するが、シール部材１１がピストン４に突き当たるときにはピストン４が移動しているので、シール部材１１は、ピストン４の慣性によって容易に移動させられる。したがって、ピストン４の移動がシール部材１１によって大きく阻害されることはない。

便蓋が閉位置から所定の角度（例えば７０°）だけ開回動すると、便蓋の自重による閉方向への回動モーメントよりコイルばね９及びカム面３ｆ，４ｆによる回転モーメントの方が大きくなる。したがって、その後は、便蓋が起立位置まで自動的に開回動させられる。コイルばね９による回転モーメントを便蓋の自重による回転モーメントより常時小さく設定してもよい。その場合には、便蓋を閉位置から起立位置まで手動で回動させることになる。

便蓋（ロータ３）が起立位置（第２回動位置）まで開回動すると、ピストン４が第２の位置に達する。すると、図１３に示すように、第１規制面３ｉがピストン４の上端面に突き当たるか、第２規制面４ｇがロータ３の大径部３ｂの下端面に突き当たるので、ピストン４が上方へ移動することができなくなり、コイルばね９による回動付勢力が発生しなくなる。したがって、便蓋及びロータ３は、起立位置において停止する。よって、便蓋がコイルばね９の付勢力によって開位置まで回動させられてタンクに突き当たることを防止することができ、衝突音の発生を防止することができる。なお、起立位置に回動した便蓋を自由に回動することができる状態にすると、起立位置が閉位置から８０°〜９０°離れた位置であるから、便蓋は閉位置に向かって回動しようとする。しかし、便蓋の閉方向への回動は、コイルばね９の付勢力によって阻止される。したがって、便蓋は起立位置において停止状態に保持される。

便蓋は、起立位置から開位置までは手動で開回動させる。便蓋を起立位置から開回動させると、ロータ３が開方向へ回動する。勿論、ロータ３が起立位置から開回動すると、それに伴ってカム面３ｆ、４ｆが互いに離間するとともに、第１及び第２当接面３ｊ，４ｈが互いに接近する。ロータ３が当接角度だけ回動すると、図１４に示すように、第１当接面３ｊが第２当接面４ｈに突き当たる。したがって、その後はロータ３とピストン４とが一緒に開回動する。そして、便蓋が開位置に達して停止すると、ロータ３及びピストン４が図１５に示す最大回動位置の若干手前の位置である開位置において停止する。なお、便蓋が起立位置から開回動するときには、まずロータ３とピストン４とが傾斜面部４ｂの傾斜角度の分だけ一緒に開回動し、その後ロータ３だけが開位置まで回動することもある。このときには、第１、第２当接面３ｊ、４ｈが互いに突き当たることがない。ロータ３の最大回動位置が開位置より開方向において所定角度だけ前方に位置しているからである。

ところで、便蓋がコイルばね９の付勢力によってタンクに突き当たることを防止するために、第１規制面３ｉと第２規制面４ｇとの少なくとも一方が形成されているが、第１又は第２規制面３ｉ，４ｇによってピストン４の移動を阻止することによってロータ３の回動を阻止すると、ロータ３の回動範囲が狭くなってしまう。しかるに、この回転ダンパ１においては、ピストン４が第２の位置において停止した後も、ロータ３を開方向へ所定の当接角度だけ回動可能にしているから、ロータ３の回動範囲を広くすることができる。しかも、ピストン４は、第２の位置に位置すると、初期位置から所定の傾斜角度の分だけ開方向へ回動可能であるから、ロータ３の回転範囲をより一層広くすることができる。

便蓋を開位置から閉位置まで移動させる場合には、まず便蓋を開位置から手動で閉回動させる。ロータ３が開位置から所定の角度（当接角度又は当接角度から傾斜角度を差し引いた分の角度）だけ閉回動すると、カム面３ｆがカム面４ｆに突き当たる。したがって、その後は起立位置までの間、ロータ３とピストン４とが一緒に閉回動する。

起立位置に達した後、便蓋が手動によってさらに閉回動させられ、閉位置から所定の角度（上記のように、例えば７０°）だけ離れた位置まで達すると、その後は便蓋がその自重によって閉位置まで閉回動する。便蓋が閉回動すると、ピストン４がカム面３ｆ，４ｆによりコイルばね９の付勢力に抗して下方へ移動させられる。ピストン４が下方へ移動すると、それに伴って第１の室６Ａ内の流体が第２の室６Ｂ内に流入しようとする。すると、弁体１０が流体によって上方へ移動させられて弁座３ｅに着座する。その結果、第１の室６Ａと第２の室６Ｂとの間の通路たる貫通孔３ｄが閉じられる。このため、第１の室６Ａ内の流体は、ロータ３の小径部３ｃの外周面とピストン４の挿通孔４ｅの内周面との間の僅かの隙間を通って第２の室６Ｂに流入する。流体が隙間を通るときの流通抵抗によってピストン４の下方への移動が低速に抑えられる。それによって、便蓋の閉回動が低速に抑えられる。しかも、ピストン４が第２の位置から所定距離だけ下方へ移動すると、シール部材１１が装着凹部４ｉの上端部に移動し、収容孔２ａの内周面に強く押圧接触する。これは、第１凹部４ｊの深さが第２凹部４ｋの深さより浅いからである。したがって、シール部材１１と収容孔２ａの内周面との間に大きな摩擦抵抗が発生する。この摩擦抵抗によっても、ピストン４の下方への移動速度が低速に抑えられる。なお、この実施の形態の回転ダンパ１においては、小径部３ｃの外周面とピストン４の挿通孔４ｅの内周面との間の僅かの隙間が第１の室６Ａと第２の室６Ｂとの間の抵抗通路として用いられているが、そのような隙間をほとんどなくし、小径部３ｃ又はピストン４に第１及び第２の室６Ａ，６Ｂに連通した抵抗通路としてのオリフィスを形成してもよい。

便蓋が閉位置に達すると、ロータ３が閉位置に停止し、ピストン４が第１の位置に停止する。ピストン４は、第１の位置から下方へ移動可能であるが、コイルばね９によって上方へ付勢されているので、第１の位置から下方へ移動することはない。また、便蓋が閉位置に達した直後は、図６に示すように、弁体１０が閉弁位置に位置しているが、便蓋が閉位置に達してから所定の時間が経過し、第１及び第２の室６Ａ，６Ｂ内の圧力がほぼ等しくなると、弁体１０が自重によって下方へ移動し、開弁位置において停止する。これによって、回転ダンパ１が図３に示す初期状態に戻る。

次に、この発明に係る収容孔２ａ、装着凹部４ｉ及びシール部材１１の他の実施例について説明する。なお、以下の実施例では、上記実施例と異なる構成についてのみ説明することとし、上記実施例と同様な構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図１７は、収容孔２ａ、装着凹部４ｉ及びシール部材１１の第２実施例を示す。この第２実施例においては、装着凹部４ｉの底面が、下方に向かって（第２の位置側から第１の位置側へ向かって）小径になるテーパ面によって形成されている。その結果、装着凹部４ｉの深さが下方に向かって漸次深くなっている。したがって、シール部材１１と装着凹部４ｉの内周面との間に発生する摩擦抵抗は、下方へ向かうにしたがって漸次小さくなる。よって、シール部材１１は、下方へ向かってより一層軽く移動することができ、その分だけピストンが第１の位置から第２の位置側へ軽く移動することができる。

図１８は、収容孔２ａ、装着凹部４ｉ及びシール部材１１の第３実施例を示す。この第３実施例においては、装着凹部４ｉの底面が、軸線をピストン４の軸線と一致させた円筒面によって構成されている。つまり、装着凹部４ｉの底面の直径がその幅方向の各部において一定になっている。したがって、シール部材１１と収容孔２ａ及び装着凹部４ｉの底面との接触圧は、シール部材１１の位置に拘わらず一定である。よって、シール部材１１によるシール性を常時一定に維持することができる。

図１９は、収容孔２ａ、装着凹部４ｉ及びシール部材１１の第４実施例を示す。この第４実施例は、図１６に示す実施例を変形したものであり、第２凹部４ｋの深さが、シール部材１１が装着凹部４ｉの下側の側面に接触したとき、第２凹部４ｋを区画する底面がシール部材１１からピストン４の径方向内側に若干の距離だけ離間するような深さに設定されている。したがって、シール部材１１が装着凹部４ｉの下側の側面近傍に位置し又はそれに接触するように位置したときには、シール部材１１と装着凹部４ｉの底面（第２凹部４ｋの底面）との間に発生する摩擦抵抗が零になる。また、シール部材１１は、装着凹部４ｉの下側の側面近傍に位置し又はそれに接触するように位置したときには、収容孔２ａの内周面とピストン４の外周面との間をシールすることがほとんどない。しかし、シール部材１１が装着凹部４ｉの下側の側面近傍又は接触するように位置するのは、ピストン４が第１の位置から第２の位置側へ移動するときであり、シール部材１１によるシールの必要性がない。したがって、シール部材１１によるシール性の喪失は問題にならない。

図２０は、収容孔２ａ、装着凹部４ｉ及びシール部材１１の第５実施例を示す。この第５実施例は、図１７に示す実施例を変形したものであり、シール部材１１が装着凹部４ｉの下側の側面に接触したとき、装着凹部４ｉを区画する底面がシール部材１１からピストン４の径方向内側に若干の距離だけ離間するように、シール部材１１の内外径及び装着凹部４ｉを区画する底面のテーパ度が設定されている。したがって、この実施の形態においても、シール部材１１が装着凹部４ｉの下側の側面に接触したときには、シール部材１１と装着凹部４ｉの底面との間に発生する摩擦抵抗が零になる。

図２１は、収容孔２ａ、装着凹部４ｉ及びシール部材１１の第６実施例を示す。この第６実施例は、図１６に示す実施例を変形したものであり、シール部材１１が第２凹部４ｋに入り込んだとき、シール部材１１の外周部が収容孔２ａの内周面から若干離間するようになっている。したがって、この実施の形態では、シール部材１１が装着凹部４ｉの上側の端部に位置しているときには、シール部材１１の外周部と収容孔２ａの内周面との間に発生する摩擦抵抗が、シール部材１１の内周部と装着凹部４ｉの底面（第１凹部４ｊの底面）との間に発生する摩擦抵抗より大きいが、シール部材１１が装着凹部４ｉの下側の端部に位置しているときには、シール部材１１の外周部と収容孔２ａの内周面との間に発生する摩擦抵抗が零になり、シール部材１１の内周部と装着凹部４ｉの底面（第２凹部４ｋの底面）との間に発生する摩擦抵抗より小さくなる。また、この実施例では、ピストン４が第２の位置から第１の位置に向かって移動して弁体１０が着座し、その結果第１の室６Ａ内の流体が高圧に加圧されると、流体によってシール部材１１が上方へ移動させられる。

図２２は、収容孔２ａ、装着凹部４ｉ及びシール部材１１の第７実施例を示す。この第７実施例は、図１７に示す実施例を変形したものであり、シール部材１１が装着凹部４ｉの下側の側面に接触したとき、シール部材１１の外周部が収容孔２ａの内周面から内側に若干の距離だけ離間するように、シール部材１１の内外径及び装着凹部４ｉを区画する底面のテーパ度が設定されている。したがって、この実施例においても、図２１に示す実施例と同様に、シール部材１１が装着凹部４ｉの下側の端部に位置しているときには、シール部材１１の外周部と収容孔２ａの内周面との間に発生する摩擦抵抗が零になり、シール部材１１の内周部と装着凹部４ｉの底面との間に発生する摩擦抵抗より小さくなる。また、ピストン４が第２の位置から第１の位置に向かって移動して弁体１０が着座し、その結果第１の室６Ａ内の流体が高圧に加圧されると、流体によってシール部材１１が上方へ移動させられる。

なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、ロータ３の回動範囲を広げるために、ロータ３を当接角度の分だけピストン４に対して回動可能にするとともに、ピストン４を傾斜角度の分だけ回動可能にしているが、いずれか一方だけを採用してもよい。
また、上記の実施の形態においては、外力が作用しない自然状態であるときのシール部材１１の断面形状を円形にしているが、他の形状、例えば楕円形にしてもよい。

この発明に係るダンパ装置は、便器本体と便蓋との間に設けられ、便蓋の閉回動を低速に抑えるためのダンパ装置として用いることができる。

Claims

内部に収容孔を有するダンパ本体と、上記収容孔に移動可能に設けられ、上記収容孔の内部を第１及び第２室に区画するピストンと、上記第１及び第２の室に充填された流体と、上記第１の室と第２の室とを連通し、上記流体を抵抗なく流す連通路と、上記ピストンが上記第１の室から上記第２の室に向かう方向へ移動する際には上記連通路を開き、上記ピストンが上記第２の室から上記第１の室に向かう方向へ移動する際には上記連通路を閉じる弁機構と、上記第１の室と上記第２の室とを連通し、上記流体を所定の大きさの抵抗をもって流す抵抗通路とを備え、上記ピストンの外周面に周方向へ環状に延びる装着凹部が形成され、この装着凹部に弾性材からなるリング状のシール部材が収容され、上記装着凹部及び上記シール部材が上記弁機構とは別に設けられたダンパ装置において、
上記シール部材が上記装着凹部内を上記ピストンの移動方向へ移動することができるよう、上記装着凹部の幅が上記シール部材の上記ピストンの移動方向における幅より広く設定され、少なくとも上記シール部材が上記装着凹部の上記第２の室側の端部に位置しているときには、上記シール部材の外周部がそれ自体の弾性によって上記収容孔の内周面に押圧接触させられ、上記シール部材の外周部と上記収容孔の内周面との間に発生する摩擦抵抗が、上記シール部材の内周部と上記装着凹部の底面との間に発生する摩擦抵抗より大きく設定されていることを特徴とするダンパ装置。
上記シール部材の外周部が、上記シール部材の移動範囲全体にわたって上記収容孔の内周面に押圧接触させられ、上記装着凹部の幅方向の各部における上記シール部材の外周部と上記収容孔の内周面との間に発生する摩擦抵抗が、上記シール部材の内周部と上記装着凹部の底面との間に発生する摩擦抵抗より大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のダンパ装置。
上記装着凹部の底面の直径が、上記装着凹部の一端側で大きく、他端側で小さく設定され、上記シール部材の内周部が、それ自体の弾性により、上記シール部材の移動範囲全体にわたって上記装着凹部の底面に押圧接触させられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のダンパ装置。