JP5247608B2 - 一方向回転ダンパ並びに該ダンパを備えたヒンジ機構、開閉機構及びレンジフード - Google Patents

Description

本発明は、一方向に摩擦摺動抵抗を有するダンパ並びに該ダンパを備えたヒンジ機構、開閉機構、及び煙吸引部の整流板に該開閉機構を採用したレンジフードに関する。

従来、厨房や家庭の台所において、コンロ等から生じる調理の際の煙を換気扇によって吸引し屋外へ排出するにあたり、効果的に煙を吸引して排煙する目的でレンジフードが使用される。一般的には、このレンジフードの内部にフィルターが配され、吸引した煙の中の油分等を付着させ、油の飛散を抑えるように構成されている。

フィルターには煙中の油分が付着するため、レンジフードの吸引力の低下を防ぐ意味でも、フィルターは定期的に交換することが求められており、一般的には調理器具の上方に位置しているレンジフード内にある汚れたフィルターを取り出し、新規のフィルターに交換することが余儀なくされていた。

また、レンジフードへの煙の吸入を効率よく行うため、レンジフードの開口部に整流板を配する構成が用いられている場合には、その整流板を脱着して該フィルターを交換する必要があった。

整流板を取り外す場合には、レンジフードに取付ねじで固定されている整流板を落下しないように抑えながら取付ねじを外す必要があり、一人での作業は困難であった。また、整流板の一方を回転支持するようにし、他方を取付ねじ又は嵌め込み等による固定手段で取り付けた構成も提供されているが、固定手段を解放すると整流板の自重により急激に下方に回動し作業者に当たる虞があるため、整流板を手で支持しながらでなければ開放できなかった。

整流板の開放方向への速度を抑制する手段として、特許文献１には、閉状態から開状態となる開動作中において、煙吸引部が所定の距離以上下方に達したときにその開動作を減速させ、所定位置に達すると開動作を止めてその状態を保持する構成が開示されている。

特開２００６−３００３５３号公報

しかし、特許文献１に記載の排煙用レンジフードは、煙吸引部（本願発明における整流板）が所定の距離以上下方に達したときに開動作を減速させるようにステー内にトーションスプリングが配されている構成であるために、煙吸引部を開放した瞬間は、トーションスプリングの付勢力が小さいため開放時の速度は減速されず、煙吸引部の自重とトーションスプリングの弾性力が釣り合った後は、煙吸引部はそれ以上回転できないので開口状態をさらに大きくすることはできないため、作業者が開口の程度をさらに大きくすることが困難であった。

このように、特許文献１は、トーションスプリングのような弾性部材を配しているため、開口具合により付勢力が異なり、開放時の速度を減速させると、自重と釣り合う位置が開口具合の小さい位置となり、開口具合を大きくしようとすると、開放時の開放速度が減速されず、作業者に当たる虞があり、トーションスプリングの調整が非常に難しかった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、一方の端面がヒンジ機構で支持され、他方の端面がヒンジ機構部を中心に上下方向に回動する整流板を開放する場合等において、急激な速度で開口することなく、減速された状態で自重により開口することができ、さらに開口具合を必要に応じて、作業者が手動により、開口状態を整流板の自重とダンパ抵抗力で定まる所定位置以上に自在に調整することができ、閉鎖方向への作動においては抵抗力を生じることなく閉鎖作動を行うことなどを可能とする一方向回転ダンパ並びに該ダンパを備えたヒンジ機構、開閉機構及びレンジフードを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、一方向回転ダンパであって、内周面と外周面とを有する円筒状に形成され、該内周面を挿通する軸の軸線回りの一方向の回転のみを許容する一方向クラッチと、該一方向クラッチの前記外周面と内周面で接するように配置された筒状摩擦材とを備え、前記軸に、該軸の回転不能な方向に所定以上の力が作用したとき、又は前記一方向クラッチに、前記軸を該軸の回転不能な方向に回転させようとする所定以上の力が作用したときに、前記一方向クラッチの外周面及び前記筒状摩擦材の内周面の一方が他方の面上を摺動し、前記一方向クラッチ及び筒状摩擦材の一方が他方に対して相対的に回転することを特徴とする。

そして、本発明によれば、一方の回転方向に対しては軽々と回動でき、他方の回転方向に対しては摩擦力を付与した状態で摺動できるため、他方の回転方向には所定の作用力以上の入力が働かない限り不動に固定でき、摩擦係数から定まる摩擦力以上の力が作用すると動き始め、さらに該摩擦力以上の力が作用している間だけ回動するという一種のトリガー機能を有する一方向回転ダンパを提供することができる。

上記一方向回転ダンパにおいて、前記一方向クラッチ又は前記軸の外周面と前記筒状摩擦材の内周面との接触圧力を自在に調整する締め付け部材を備えることができ、これによれば、摩擦摺動面へ与える圧力を変化させ、摺動に要する摩擦力を所望の大きさにすることができる。

上記一方向回転ダンパにおいて、前記筒状摩擦材を、金属製の裏金と、該裏金の表面に形成された多孔質青銅焼結層と、該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層とからなり、該すべり層を内側にして円筒状に捲回された複層巻き軸受けとすることができる。これによれば、筒状摩擦材に必要な強度を確保しつつ、一方向クラッチの外周面との間で適切な摩擦力を発揮することができる。

また、本発明は、ヒンジ機構であって、上記いずれかに記載の一方向回転ダンパを備え、前記軸に連結された第１の部材と、該一方向回転ダンパに連結された第２の部材との間でヒンジ機能を発揮させることを特徴とする。このヒンジ機構によれば、上述のように、一方の回転方向に対しては軽々と回動でき、他方の回転方向には所定の作用力以上の入力が働かない限り不動に固定でき、トリガー機能を有することなどの特徴を備えたヒンジ機構を提供することができる。

さらに、本発明は、開閉機構であって、上記ヒンジ機構を備え、前記第１及び第２の部材のいずれか一方が開閉対象物への取付部を備えることを特徴とする。

この開閉機構によれば、前記発明と同様に、一方の回転方向に対しては、開閉対象物を軽々と回動させることができ、他方の回転方向に対しては、摩擦力により生じる抵抗力を発揮させながら回動させることができる。また、他方の回転方向へ作用する外力の方向に重力を利用する場合には、開閉対象物の自重により生じる下方への回転モーメントによる回転力と、筒状摩擦部材及び一方向クラッチ間の摩擦力との釣り合いが取れた位置で、一方向クラッチの回転を停止させることができるため、予め摩擦面へ与えられる摩擦力を所定の値に設定することで、摩擦力付与機構を介して回転する他方の回動角度を所望の角度に定めることができる。

また、本発明は、レンジフードであって、上記開閉機構を備え、前記開閉対象物が整流板であることを特徴とする。このレンジフードによれば、整流板を開放する場合、急激な速度で開口することなく減速された状態で自重により開口することができ、さらに開口具合を必要に応じて、作業者が手動により、開口状態を整流板の自重とダンパ抵抗力で定まる所定位置以上に自在に調整することができ、閉鎖方向への作動においては抵抗力を生じることなく閉鎖作動を行うことなどが可能となる。

以上のように、本発明によれば、急激な速度で開口することなく減速された状態で自重により開口することができ、さらに開口具合を必要に応じて、作業者が手動により、開口状態を整流板の自重とダンパ抵抗力で定まる所定位置以上に自在に調整することができ、閉鎖方向への作動においては抵抗力を生じることなく閉鎖作動を行うことなどを可能とする一方向回転ダンパ並びに該ダンパを備えたヒンジ機構、開閉機構及びレンジフードを提供することができる。

本発明にかかる一方向回転ダンパ（又はヒンジ機構）を備えた開閉機構の第１の実施形態を示す図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は装置側組立体を示す斜視図、（ｃ）は扉側組立体を示す斜視図である。 図１の開閉機構をレンジフードの整流板の開閉に利用した場合の動作説明図である。 図２のレンジフードにおける開閉機構の動作を説明するための図である。 本発明にかかる一方向回転ダンパ（又はヒンジ機構）を備えた開閉機構の第２の実施形態を示す図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は装置側組立体を示す斜視図、（ｃ）は扉側組立体を示す斜視図である。

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる一方向回転ダンパ（又はヒンジ機構）を備えた開閉機構の第１の実施形態を示し、この開閉機構１は、大別して、第１ブラケット２と、摩擦力付与機構の摩擦材として機能する軸受け６と、一方向クラッチ７と、トルク軸８と、第２ブラケット９等で構成される。

第１ブラケット２は、装置や建物等への取付部２ａと、軸受け収容部２ｂとを備え、軸受け収容部２ｂには、軸受け６が収容される。

軸受け６は、金属製の裏金と、該裏金の表面に形成された多孔質青銅焼結層と、該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層とからなり、該すべり層を内側にして円筒状に捲回された複層巻き軸受けである。この軸受け６は、軸受け収容部２ｂに収容され、その内側に一方向クラッチ７等が収容され、ボルト３及びナット４によって締付力が加えられる。

一方向クラッチ７は、内周面と外周面とを有する円筒状に形成され、該内周面を挿通するトルク軸８の小径部８ｂの軸線回りの一方向の回転のみを許容するように、例えば、内周面と外周面との間に介装されたころが楔として機能するように構成される。この一方向クラッチ７には、種々の構成を有するものが存在するが、本発明では、上述のように、前記内周面を挿通する軸の回転を一方向にのみ許容するものであれば用いることができる。

トルク軸８は、大径部８ａの両側に小径部８ｂ、８ｃを備え、上述のように、小径部８ｂが一方向クラッチ７の貫通孔に収容される。

第２ブラケット９は、矩形板状の基部９ａに円形の開口部９ｂを有し、基部９ａの背面に扉等への取付部９ｃを備える。尚、第２ブラケット９の開口部９ｂにトルク軸８の大径部８ａを挿入することで、第２ブラケット９とトルク軸８が連結されるが、第２ブラケット９の内側でトルク軸８が回転するのを防止するため、開口部９ｂの壁面及び大径部８ａの外周面には、セレーション加工が施される。

次に、上記各部品の組立要領について説明する。

一方向クラッチ７にトルク軸８の小径部８ｂを挿入固定し、さらに軸受け６に一方向クラッチ７を挿入し、軸受け６を第１ブラケット２の軸受け収容部２ｂに挿入し、軸受け収容部２ｂをボルト３とナット４で締めることで図１（ｂ）に示すように、装置側組立体１０が完成する。一方、図１（ｃ）に示すように、第２ブラケット９は、そのまま扉側組立体１１となる。

次に、上記装置側組立体１０と、扉側組立体１１とをレンジフードの整流板の開閉に用いた場合について図２及び図３を参照しながら説明する。

図２に示したレンジフード３１は、本体３２の下部に整流板３３を備え、上部に排気ダクト３４を備える。図１に示した装置側組立体１０を、図２（ａ）に示すように、本体３２の下部に固定し、装置側組立体１０と扉側組立体１１とを組み合わせ、扉側組立体１１の取付部９ｃに整流板３３の左端部を固定する。

図３に示すように、開閉機構１において、トルク軸８は、一方向クラッチ７の作用により、矢視Ｂ方向にのみ回転が許容され、反対方向へは回転することができない。また、一方向クラッチ７と軸受け６の間では、それらの接触面で構成される摩擦力付与機構により両者の動きが規制され、所定の作用力以上の入力が矢視Ａ方向に働かない限り、軸受け６に対してトルク軸８及び一方向クラッチ７が不動に固定される。そして、所定の作用力以上の入力が矢視Ａ方向に働くと、一方向クラッチ７の外周面が軸受け６の内周面上を摺動し、トルク軸８及び一方向クラッチ７が一体となって矢視Ａ方向に回転する。

図２（ａ）の状態から整流板３３を開ける場合、整流板３３を矢視Ａ方向に回動させようとすると、最初は、トルク軸８及び一方向クラッチ７が回転しないため、整流板３３は開かないが、所定の作用力以上の入力を加えると、一方向クラッチ７の外周面が軸受け６の内周面上を摺動し、トルク軸８及び一方向クラッチ７が回転する。これに伴って、第２ブラケット９が回転し、その結果、整流板３３が矢視Ａ方向に回動して整流板３３を開けることができる。

ここで、装置側組立体１０においては、図１に示すように、ボルト３及びナット４を用いて一方向クラッチ７の外周面と軸受け６の内周面との接触圧力を自在に調整することができるため、一方向クラッチ７及び軸受け６の表面材質やその表面状態により適宜ボルト３及びナット４による締付力を調整し、摩擦摺動面へ与える圧力を変化させ、摺動に要する摩擦力を所望の大きさにすることができる。この際、軸受け６の合わせ目にある隙間が縮小し、換言すれば軸受け６が縮径できるため、締め付け部材により締め付けた力は、一方向クラッチ７の外周面との接触圧力として無駄なく作用する。

図２に戻り、整流板３３が所望の位置まで来ると、整流板３３への入力を弱めれば、一方向クラッチ７及び軸受け６からなる摩擦力付与機構により、一方向クラッチ７の摺動が規制されるため、整流板３３の回動が停止し、整流板３３を所望の位置で停止させることができる。整流板３３が停止した状態では、一方向クラッチ７及び軸受け６の間の摩擦力により整流板３３がさらに下降したり、上昇することなく停止した状態を維持することができる。また、図３に示すように、軸受け６の合わせ目の位置を締め付け部材である軸受け収容部２ｂの締代位置に合わせると、軸受け６の縮径が容易に可能となるため、締め付け部材により締め付けた力は、一方向クラッチ７の外周面との接触圧力として、さらに無駄なく作用させることができる。

次に、整流板３３を閉める場合には、図２（ｃ）において矢視Ｂ方向に整流板３３を回転させると、扉側組立体１１内の一方向クラッチ７の機能により、トルク軸８が矢視Ｂ方向に回転可能であるため（図３参照）、僅かな力で整流板３３を回転させて閉めることができる。

尚、開閉機構１では、重力を利用し、整流板３３の自重により生じる下方への回転モーメントによる回転力と、一方向クラッチ７及び軸受け６の間の摩擦力との釣り合いが取れた位置で、トルク軸８及び一方向クラッチ７の回転を停止させることができるため、予めこの摩擦力を所定の値に設定することで、摩擦力付与機構を介して回動する整流板３３の回動角度を所望の角度に定めることができる。換言すれば、整流板３３の開口具合を所望の位置に調整することができる。

尚、図２に示すレンジフード３１においては、装置側組立体１０を本体３２に取り付けるとともに、扉側組立体１１を整流板３３に取り付けたが、装置側組立体１０と扉側組立体１１の位置を反転させ、扉側組立体１１を本体３２に取り付け、装置側組立体１０を整流板３３に取り付けてもよい。

次に、本発明にかかる一方向回転ダンパ（又はヒンジ機構）を備えた開閉機構の第２の実施形態について、図４を参照しながら説明する。

この開閉機構４１は、大別して、第１ブラケット４２と、摩擦力付与機構の摩擦材として機能する軸受け４６と、一方向クラッチ４７と、トルク軸４８と、第２ブラケット４９等で構成される。

第１ブラケット４２は、装置や建物等への取付部４２ａと、軸受け収容部４２ｂとを備え、軸受け収容部４２ｂには、軸受け４６が収容される。

軸受け４６は、図１に示した軸受け６と同様に構成され、その内側には、トルク軸４８の軸部４８ａが収容され、ボルト４３及びナット４４によって締付力が加えられる。

一方向クラッチ４７は、図２に示した一方向クラッチ７と同様に構成され、本実施の形態では、トルク軸４８の中央部に固定される。

トルク軸４８は、上述のように、その中央部が一方向クラッチ４７の貫通穴に収容され、一方向クラッチ４７の左側の軸部４８ａが軸受け４６に収容され、軸部４８ａと軸受け４６の接触面で摩擦力付与機構が構成される。

第２ブラケット４９は、矩形板状の基部４９ａに円形の開口部４９ｂを有し、基部４９ａの背面に扉等への取付部４９ｃを備える。尚、第２ブラケット４９の開口部４９ｂに一方向クラッチ４７を挿入することで、第２ブラケット４９と一方向クラッチ４７が連結されるが、第２ブラケット４９の内側で一方向クラッチ４７が回転するのを防止するため、開口部４９ｂの壁面及び一方向クラッチ４７の外周面には、セレーション加工が施される。

次に、上記各部品の組立要領について説明する。

トルク軸４８の中央部に一方向クラッチ４７を挿入固定し、軸受け４６にトルク軸４８の軸部４８ａを挿入し、軸受け４６を第１ブラケット４２の軸受け収容部４２ｂに挿入し、軸受け収容部４２ｂをボルト４３とナット４４で締めることで図４（ｂ）に示すように、装置側組立体５０が完成する。一方、図４（ｃ）に示すように、第２ブラケット４９は、そのまま扉側組立体５１となる。

これら装置側組立体５０及び扉側組立体５１を、図２の装置側組立体１０と扉側組立体１１の代わりに用いることで、同様にレンジフードの整流板の開閉を行うことができる。すなわち、トルク軸４８が一方向クラッチ４７の作用により回転不可能な方向を、図２のＡ方向とし、トルク軸４８が一方向クラッチ４７の作用により回転可能な方向を図２のＢ方向とすることで、図１の開閉機構１を用いた場合と同様にレンジフード３１の整流板３３を開閉することができる。

尚、本実施の形態においても、装置側組立体５０と扉側組立体５１の位置を反転させ、扉側組立体５１を本体３２に取り付け、装置側組立体５０を整流板３３に取り付けてもよい。

また、上記実施の形態においては、摩擦力付与機構に用いる筒状摩擦材を、合わせ目を有する軸受け（複層巻き軸受け）６、４６により構成したが、他の構成をとる筒状摩擦材であってもよく、締め付け部材により外周方向からの圧力が無駄なくトルク軸８、４８の小径部８ｂ、軸部４８ａの外周表面に作用するように縮径可能な構成であればよい。具体的には、軸方向に複数のスリットを設けて縮径可能な構成とした筒状摩擦部材であっても、網目構造、例えばエキスバンドメタルからなる部材を用いた筒状摩擦部材であってもよい。

また、摩擦力付与機構に用いる筒状摩擦材を締め付け部材により締め付ける構成に代えて、締め付け部材の内周表面自体を摩擦摺動に適した状態として用いることもできる。具体的には、締め付け部材の内周表面に摩擦摺動に適した樹脂等をコーティング又は焼付塗装する構成や、締め付け部材の内周表面に固体潤滑剤等の摩擦摺動に適した部材を埋め込む構成、さらに、締め付け部材自体を摩擦摺動に適した合金、焼結合金、樹脂からなる構成としてもよい。

１ 開閉機構
２ 第１ブラケット
２ａ 取付部
２ｂ 軸受け収容部
３ ボルト
４ ナット
６ 軸受け
７ 一方向クラッチ
８ トルク軸
８ａ 大径部
８ｂ 小径部
９ 第２ブラケット
９ａ 基部
９ｂ 開口部
９ｃ 取付部
１０ 装置側組立体
１１ 扉側組立体
３１ レンジフード
３２ 本体
３３ 整流板
３４ 排気ダクト
４１ 開閉機構
４２ 第１ブラケット
４２ａ 取付部
４２ｂ 軸受け収容部
４３ ボルト
４４ ナット
４６ 軸受け
４７ 一方向クラッチ
４８ トルク軸
４８ａ 軸部
４９ 第２ブラケット
４９ａ 基部
４９ｂ 開口部
４９ｃ 取付部
５０ 装置側組立体
５１ 扉側組立体

Claims (6)

1. 内周面と外周面とを有する円筒状に形成され、該内周面を挿通する軸の軸線回りの一方向の回転のみを許容する一方向クラッチと、
   該一方向クラッチの前記外周面と内周面で接するように配置された筒状摩擦材とを備え、
   前記軸に、該軸の回転不能な方向に所定以上の力が作用したとき、又は前記一方向クラッチに、前記軸を該軸の回転不能な方向に回転させようとする所定以上の力が作用したときに、前記一方向クラッチの外周面及び前記筒状摩擦材の内周面の一方が他方の面上を摺動し、前記一方向クラッチ及び筒状摩擦材の一方が他方に対して相対的に回転することを特徴とする一方向回転ダンパ。
2. 前記一方向クラッチ又は前記軸の外周面と前記筒状摩擦材の内周面との接触圧力を自在に調整する締め付け部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の一方向回転ダンパ。
3. 前記筒状摩擦材は、金属製の裏金と、該裏金の表面に形成された多孔質青銅焼結層と、該多孔質青銅焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された合成樹脂組成物のすべり層とからなり、該すべり層を内側にして円筒状に捲回された複層巻き軸受けであることを特徴とする請求項１又は２に記載の一方向回転ダンパ。
4. 請求項１、２又は３に記載の一方向回転ダンパを備え、前記軸に連結された第１の部材と、該一方向回転ダンパに連結された第２の部材との間でヒンジ機能を発揮させることを特徴とするヒンジ機構。
5. 請求項４に記載のヒンジ機構を備え、前記第１及び第２の部材のいずれか一方が開閉対象物への取付部を備えることを特徴とする開閉機構。
6. 請求項５に記載の開閉機構を備え、前記開閉対象物が整流板であることを特徴とするレンジフード。

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