Поворотный амортизатор
Изобретение относится к поворотным амортизаторам. Сущность изобретения заключается в том, что поворотный амортизатор содержит корпус, имеющий приемное отверстие, ротор, установленный в приемном отверстии с возможностью вращения и без возможности перемещения в своем осевом направлении, поршень, вставленный в приемное отверстие между ротором и донышком приемного отверстия с возможностью перемещения в своем осевом направлении и без возможности вращения и разделяющий внутреннее пространство приемного отверстия на первую камеру у донышка и вторую камеру у ротора, вязкую жидкость, заполняющую первую и вторую камеры, и кулачковый механизм, расположенный между ротором и поршнем. Кулачковый механизм допускает перемещение поршня в направлении от второй камеры к первой камере при вращении ротора в одном направлении и перемещение в направлении от первой камеры ко второй камере при вращении ротора в другом направлении. В первой камере расположен кулачковый элемент без возможности перемещения в осевом направлении приемного отверстия и с возможностью вращения и при неповоротном соединении с ротором. Между кулачковым элементом и поршнем расположен второй кулачковый механизм, допускающий перемещение поршня в направлении от второй камеры к первой камере при вращении ротора в одном направлении и движение поршня в направлении от первой камеры ко второй камере при вращении ротора в другом направлении, при этом величины перемещения поршня, соответствующие вращению ротора, посредством второго кулачкового механизма и кулачкового механизма установлены равными. Техническим результатом является обеспечение вращения ротора с пониженной скоростью. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.
Настоящее изобретение относится к поворотному амортизатору, расположенному между основным корпусом устройства и поворотным элементом, поворотно поддерживаемым на основном корпусе устройства, как например, между основным корпусом туалета и его крышкой, и выполненному с возможностью предотвращать вращение поворотного элемента с большой скоростью, по крайней мере, в одном направлении, тем самым обеспечивая вращение поворотного элемента с пониженной скоростью.
Предпосылки создания изобретения
Один обычный поворотный амортизатор этого типа описан, например, в выкладке японской патентной заявки № Н10-311359. Этот поворотный амортизатор содержит цилиндрический корпус, имеющий закрытое донышко, ротор, вставленный в открытый конец корпуса с возможностью вращения и без возможности перемещения в осевом направлении, поршень, расположенный в корпусе между ротором и донышком с возможностью перемещения в осевом направлении и без возможности вращения, и спиральную пружину (средство поджатия) для поджатия поршня к ротору. Сопрягаемые поверхности поршня и ротора выполнены криволинейными. Благодаря этим криволинейным поверхностям при вращении ротора в одном направлении поршень движется в направлении от второй камеры к первой камере. Когда ротор вращается в другом направлении, поршень под действием спиральной пружины перемещается в направлении от первой камеры к второй камере. Между первой и второй камерами образованы канал сообщения, обеспечивающий возможность почти без какого-либо сопротивления течения вязкой жидкости, заполняющей каждую камеру, и отверстие (канал сопротивления), обеспечивающее возможность течения вязкой жидкости с большим сопротивлением. Канал сообщения снабжен запорным клапаном для открытия или закрытия канала. Этот запорный клапан выполнен с возможностью, например, открытия, когда вязкая жидкость из первой камеры течет во вторую камеру, и закрытия, когда жидкость течет из второй камеры в первую камеру.
В поворотном амортизаторе этой конструкции при движении поршня от второй камеры к первой камере под действием ротора, который вращается в одном направлении, вязкая жидкость из первой камеры будет течь во вторую камеру. Однако, так как в это время запорный клапан перекрывает канал сообщения, то вязкая жидкость течет во вторую камеру через отверстие. В результате это препятствует перемещению поршня с высокой скоростью в направлении к первой камере и, следовательно, вращению ротора с высокой скоростью. И наоборот, когда поршень перемещается в направлении от первой камеры к второй камере под действием ротора, который вращается в другом направлении, вязкая жидкость из второй камеры течет в первую камеру. Так как в это время запорный клапан открывает канал сообщения, то вязкая жидкость из второй камеры почти без какого-либо сопротивления течет в первую камеру по каналу сообщения. Таким образом ротор может вращаться с высокой скоростью.
В случае использования обычного поворотного амортизатора в туалете корпус, например, неповоротно соединен с основным корпусом туалета, а ротор неповоротно соединен с крышкой туалета. В этом случае направление вращения, когда существует препятствие вращению ротора с высокой скоростью, соответствует направлению поворота крышки туалета при закрытии. Благодаря установке поворотного амортизатора таким образом при необходимости закрытия крышки туалета скорость ее поворота ограничивается низкой скоростью, так что предотвращается удар крышки туалета с большой скоростью об основной корпус туалета, а при необходимости открытия крышки туалета она может поворачиваться с высокой скоростью.
Когда ротор вращается в другом направлении (направлении вращения, при котором допускается высокая скорость вращения), поршень под действием поджимающего усилия спиральной пружины перемещается в направлении от первой камеры к второй камере. В то же самое время, если ротор вращается с низкой скоростью, поршень перемещается в направлении к второй камере при сохранении контакта ротора с криволинейной поверхностью. Однако в случае вращения ротора с высокой скоростью в другом направлении перемещению поршня с высокой скоростью препятствует сопротивление вязкой жидкости, существующее между внутренней окружной поверхностью цилиндра и наружной окружной поверхностью поршня. В результате этого поршень подчас оказывается расположенным на расстоянии от криволинейной поверхности ротора, несмотря на поджатие поршня спиральной пружиной по направлению к ротору. Когда ротор вращается в одном направлении при нахождении поршня на расстоянии от ротора, ротор может вращаться без какого-либо сопротивления до тех пор, пока криволинейная поверхность ротора не войдет в соприкосновение с поршнем. По этой причине, если, например, рука была бы отведена от крышки туалета во время ее поворота с высокой скоростью в направлении открытия, то крышка туалета поворачивалась бы с высокой скоростью в направлении закрытия, что привело бы к такому неудобству, как удар крышки туалета об основной корпус туалета.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предназначено для решения вышеупомянутой проблемы. Отличительными признаками настоящего изобретения являются поворотный амортизатор, содержащий корпус, имеющий приемное отверстие, ротор, установленный в приемном отверстии с возможностью вращения и без возможности перемещения в своем осевом направлении, поршень, вставленный в приемное отверстие между ротором и донышком приемного отверстия с возможностью перемещения в своем осевом направлении и без возможности вращения и разделяющий внутреннее пространство приемного отверстия на первую камеру у донышка и вторую камеру у ротора, вязкую жидкость, заполняющую первую и вторую камеры, и кулачковый механизм, расположенный между ротором и поршнем и допускающий перемещение поршня в направлении от второй камеры к первой камере при вращении ротора в одном направлении и перемещение в направлении от первой камеры к второй камере при вращении ротора в другом направлении, при этом в первой камере расположен кулачковый элемент без возможности перемещения в осевом направлении приемного отверстия и с возможностью вращения и при неповоротном соединении с ротором, а между ротором и поршнем расположен второй кулачковый механизм, допускающий перемещение поршня в направлении от второй камеры к первой камере при вращении ротора в одном направлении и перемещение поршня в направлении от первой камеры к второй камере при вращении ротора в другом направлении, при этом величины перемещения поршня, соответствующие вращению ротора, посредством второго кулачкового механизма и кулачкового механизма установлены равными.
В этом случае предпочитается, чтобы между первой камерой и второй камерой были выполнены канал сообщения для течения вязкой жидкости без какого-либо сопротивления и канал сопротивления для течения вязкой жидкости при заранее определенной величине сопротивления, а на канале сообщения был расположен запорный клапан для открытия канала сообщения при течении вязкой жидкости в одном направлении в канале сообщения и для закрытия канала сообщения при течении вязкой жидкости в другом направлении в канале сообщения. Кроме того, предпочтительно, чтобы поршень имел сквозное отверстие, выполненное в его центральной части и проходящее в его осевом направлении, а ротор и кулачковый элемент неповоротно были соединены друг с другом посредством соединительного валика, поворотно вставленного в сквозное отверстие.
Предпочтительно, на канале сопротивления может быть расположен регулировочный элемент для регулирования проходного сечения канала сопротивления, выполненный с возможностью управления снаружи. Кроме того, поршень может иметь сквозное отверстие, выполненное в его центральной части и проходящее через него в его осевом направлении, а ротор и кулачковый элемент могут быть неповоротно соединены друг с другом посредством соединительного валика, поворотно вставленного в сквозное отверстие. Кроме того, канал сопротивления может содержать первое отверстие, проходящее через центральную часть кулачкового элемента в его осевом направлении, второе отверстие, проходящее через центральную часть соединительного валика в его осевом направлении, и поперечное отверстие, проходящее от второго отверстия к наружной окружной поверхности соединительного валика, обращенной к второй камере, в центральной части ротора может быть выполнено вводное отверстие, проходящее через него в его осевом направлении, и с внешней открытой части вводного отверстия в, по крайней мере, второе отверстие вставлен регулировочный элемент.
Поворотный амортизатор может содержать впускные каналы, сообщающиеся снаружи с первой камерой или второй камерой, и впускные каналы снабжены в виде уплотнения объемным регулировочным элементом, выполненным с возможностью управления снаружи величиной его вставления во впускные каналы. Кроме того, поршень может иметь сквозное отверстие, выполненное в его центральной части и проходящее через него в его осевом направлении, а ротор и кулачковый элемент неповоротно соединены друг с другом посредством соединительного валика, поворотно вставленного в сквозное отверстие. Кроме того, впускные каналы могут содержать первое отверстие, проходящее через центральную часть кулачкового элемента в его осевом направлении, второе отверстие, проходящее через центральную часть соединительного валика в его осевом направлении, и вводное отверстие, проходящее через центральную часть ротора в его осевом направлении, и с внешней открытой части вводного отверстия во впускной канал вставлен объемный регулировочный элемент. Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает вид в разрезе первого варианта осуществления настоящего изобретения при перемещении поршня до предела в направлении к второй камере.
Фиг.2 - вид в разрезе по линии Х-Х на фиг.1.
Фиг.3 - вид в разрезе, как и на фиг.1, но поршень перемещен в промежуточное положение между первой камерой и второй камерой.
Фиг.4 - вид в разрезе, аналогичный виду на фиг.1, при перемещении поршня до предела в направлении к первой камере.
Фиг.5 - перспективный вид первого варианта с пространственным разделением деталей.
Фиг.6 - вид в разрезе, показывающий второй вариант осуществления настоящего изобретения, в котором объемный регулировочный элемент посажен на седло клапана.
Фиг.7 - вид в разрезе, аналогичный виду на фиг.6, при нахождении объемного регулировочного элемента на расстоянии от седла клапана.
Фиг.8 - перспективный вид вышеупомянутого второго варианта с пространственным разделением деталей.
Фиг.9 - вид в разрезе третьего варианта осуществления настоящего изобретения при сравнительно большой величине вдавливания объемного регулировочного элемента.
Фиг.10 - вид в разрезе, аналогичный виду на фиг.9, при сравнительно небольшой величине вдавливания объемного регулировочного элемента.
Наилучший вариант осуществления изобретения
Далее со ссылкой на фиг.1-10 будут описаны несколько вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.1-5 показан первый вариант осуществления настоящего изобретения. Поворотный амортизатор 1 в качестве главных составных частей содержит корпус 2, ротор 3, поршень 4, кулачковый элемент 5 и спиральную пружину 6. Корпус 2 или ротор 3 неповоротно соединен с основным корпусом устройства, как например, с основным корпусом туалета, а другой из них - неповоротно соединен с поворотной частью, как например, с крышкой туалета.
Корпус 2 выполнен цилиндрическим и имеет донышко. Корпус 2 содержит цилиндрическую часть 21 и донышко 22, закрывающее отверстие на одном конце корпуса 2. Цилиндрическая часть 21 содержит круглую цилиндрическую часть 21а на открытой стороне и плоскую цилиндрическую часть 21b на стороне донышка 22. Круглая цилиндрическая часть 21а в сечении имеет круглую форму. Внутренний диаметр и наружный диаметр круглой цилиндрической части 21а являются постоянными. Плоская цилиндрическая часть 21b имеет удлиненную круглую форму, противоположные стороны которой являются плоскими, и образована с аналогичной формой поперечного сечения, как и у круглой цилиндрической части 21а, а затем спрессована с противоположных сторон для получения двух плоских частей 21с, расположенных друг от друга с интервалом по окружности в 180 градусов. Плоская цилиндрическая часть 21b неповоротно соединена с основным корпусом устройства или с поворотной частью. Внутреннее пространство цилиндрической части 21 образует приемное отверстие 23. Таким образом, внутренняя окружная поверхность приемного отверстия 23 в сечении имеет круглую форму на участке, соответствующем круглой цилиндрической части 21, и удлиненную круглую форму с плоскими поверхностями на каждой из противоположных сторон на участке, соответствующем плоской цилиндрической части 21b. Донышко 22 имеет опорный выступ 22а, образованный в его центральной части и выступающий внутрь по оси приемного отверстия 23.
Ротор 3 содержит соосно расположенные роторную часть 31 и соединительный валик 32. Роторная часть 31 с возможностью вращения пригнана к внутренней периферии круглой цилиндрической части 21а корпуса 2 и удерживается от выпадения стопорным кольцом 11, которое неподвижно вставлено в концевую часть на открытой стороне круглой цилиндрической части 21а. Зазор между наружной окружной поверхностью роторной части 31 и внутренней окружной поверхностью круглой цилиндрической части 21 уплотнен уплотнительным элементом S, как например, уплотнительным кольцом круглого сечения. Соединительный валик 32 выступает наружу из корпуса 2, причем на выступающей части образованы две плоские поверхности 32а, 32а, расположенные друг от друга с интервалом по окружности в 180 градусов. Соединительный валик 32 неповоротно соединен с основным корпусом устройства или с поворотной частью.
Поршень 4 содержит скользящую часть 41, упорную часть 42 и кулачковую часть 43, которые образованы в направлении от ротора 3 к донышку 22. Скользящая часть 41 имеет по существу такую же самую конфигурацию, как и внутреннее пространство плоской цилиндрической части 21b, а большая часть скользящей части 41 со стороны донышка 22 с возможностью скольжения вставлена в плоскую цилиндрическую часть 21b. Благодаря такому выполнению поршень 4 помещен в приемное отверстие 23 таким образом, что он не способен вращаться, но может перемещаться в осевом направлении. Упорный элемент 42 имеет форму перегородки, которая может быть вставлена в плоскую цилиндрическую часть 21b. Упорный элемент 42 имеет плоские поверхности 42а, которые образованы на противоположных сторонах, по существу, перпендикулярно к двум плоским частям 21с, 21с на плоской цилиндрической части 21b. Благодаря такому выполнению упорная часть 42 в целом имеет удлиненную форму с плоскими противоположными сторонами. Сбоку упорной части 42 образована кольцевая выточка 44, которая примыкает к скользящей части 41. Диаметр нижней части кольцевой выточки 44 меньше, чем расстояние между плоскими поверхностями 42а. Кулачковая часть 43 в сечении имеет круглую форму. Наружный диаметр кулачковой части 43, по существу, такой же самый или несколько меньше, чем расстояние между плоскими поверхностями 43а, 43а.
Кулачковый механизм 7 расположен между противолежащими поверхностями роторной части 31 ротора 3 и скользящей частью 41 поршня 4. Кулачковый механизм 7 содержит две криволинейные поверхности 71, образованные на стороне роторной части 31, противолежащей скользящей части 41, и две криволинейные поверхности 72, образованные на стороне скользящей части 41, противолежащей роторной части 31. Криволинейные поверхности 71, 72 соприкасаются друг с другом. Когда ротор 3 вращается в одном направлении, поршень 4 перемещается в направлении от ротора 3 к донышку 22. Как описывается далее, перемещение поршня 4 в направлении от донышка 22 к ротору 3 осуществляется посредством второго кулачкового механизма 10.
Так как скользящая часть 41 поршня 4 с возможностью скольжения подвижно установлена в плоской цилиндрической части 21b, то внутреннее пространство приемного отверстия 23 корпуса 2 между донышком 22 и ротором 3 разделено на первую камеру R1 у донышка 22 и вторую камеру R2 у ротора 3. Соответствующие камеры R1, R2 заполнены вязкой жидкостью (не показана). Первая камера R1 и вторая камера R2 сообщены друг с другом через канал 8 сообщения.
Итак, на наружной окружной поверхности скользящей части 41 поршня 4 образованы две соединительные канавки 81, проходящие в осевом направлении от ее одного торца к другому торцу. Таким образом, один конец (конец, обращенный к ротору 3) каждой соединительной канавки 81 обычно сообщен со второй камерой R2, а ее другой конец - с кольцевой выточкой 44. Кроме того, кольцевая выточка 44 сообщена с первой камерой R1 через зазор, образованный между плоской поверхностью 42а на наружной окружной поверхности упорной части 42 и внутренней окружной поверхностью плоской цилиндрической части 21b. Таким образом, первая и вторая камеры R1, R2 сообщены друг с другом через канал 8 сообщения, состоящий из зазоров между плоскими поверхностями 42а и внутренней окружной поверхностью плоской цилиндрической части 21b, кольцевой выточки 44 и соединительных канавок 81. Канал 8 сообщения имеет такую площадь поперечного сечения, чтобы вязкая жидкость могла в любом месте течь почти без какого-либо значительного сопротивления.
Канал 8 сообщения открывается и закрывается запорным клапаном 9. Запорный клапан 9 содержит затвор 91 клапана. Внутренняя окружная поверхность затвора 91 клапана имеет конфигурацию, по существу аналогичную конфигурации упорной части 42. Таким образом, кулачковая часть 43 и упорная часть 42 могут быть вставлены в затвор 91 клапана, и когда кулачковая часть 43 и упорная часть 42 пропущены через затвор 91 клапана, внутренняя окружная поверхность затвора 91 клапана оказывается напротив кольцевой выточки 44. Когда в этом положении поворачивают затвор 91 клапана приблизительно на 90 градусов относительно упорной части 42, направление длинной оси затвора 91 клапана и направление длинной оси упорной части оказываются, по существу, перпендикулярными друг к другу, при этом направление короткой оси затвора 91 клапана, по существу, оказывается параллельным направлению длинной оси упорной части 42. В результате этого упорная часть 42 становится не способной проходить через затвор 91 клапана, а упорная часть 42 не допускает перемещения затвора 91 клапана в направлении к донышку 22.
Наружная периферия затвора 91 клапана имеет конфигурацию, по существу, аналогичную конфигурации плоской цилиндрической части 21b. Кроме того, в положении, в котором затвор 91 клапана повернут на 90 градусов после пропуска упорной части 42 через
затвор 91 клапана, затвор 91 клапана имеет ориентацию, аналогичную ориентации скользящей части 41. Таким образом, затвор 91 клапана может быть вставлен в плоскую цилиндрическую часть 21b вместе со скользящей частью 41 и установлен в плоской цилиндрической части 21b таким образом, что затвор 91 клапана не сможет поворачиваться, но может скользяще перемещаться. Следовательно, затвор 91 клапана сохраняет свою ориентацию, когда затвор 91 повернут на 90 градусов относительно упорной части 42, и поэтому при перемещении затвора 91 клапана в направлении к донышку 22 он неизбежно будет упираться в упорную часть 42. Она не допускает перемещения затвора 91 клапана в направлении к донышку 22.
Толщина затвора 91 клапана меньше, чем ширина кольцевой выточки 44. Таким образом, затвор 91 клапана может перемещаться в осевом направлении на величину, равную разнице между шириной кольцевой выточки 44 и толщиной затвора 91 клапана. Таким образом, затвор 91 клапана может перемещаться между противоположными боковыми поверхностями 44a, 44b кольцевой выточки 44. Когда вязкая жидкость в первой камере R1 будет течь в направлении ко второй камере R2 через канал 8 сообщения, затвор 91 клапана будет передвигаться вязкой жидкостью до соприкосновения с боковой поверхностью 44а кольцевой выточки 44 со стороны скользящей части 41. И наоборот, когда вязкая жидкость из второй камеры R2 будет течь в направлении к первой камере R1 через канал 8 сообщения, затвор 91 клапана будет передвигаться вязкой жидкостью до соприкосновения с боковой поверхностью 44b кольцевой выточки 44 со стороны упорного элемента 42.
Боковая поверхность 44а кольцевой выточки 44 служит в качестве седла запорного клапана 9. Когда затвор 91 клапана соприкасается с боковой поверхностью 44а, открытая часть на одном конце затвора 91 клапана перекрывается боковой поверхностью 44а. Кроме того, как упоминалось ранее, наружная периферия затвора 91 клапана имеет конфигурацию, одинаковую с формой сечения периферийной плоской цилиндрической части 21b и также с формой сечения скользящей части 41, за исключением только соединительных канавок 81. Таким образом, в положении, когда затвор 91 соприкасается с боковой поверхностью 44а, конец канала 8 сообщения, обращенный к кольцевой выточке 44, перекрыт затвором 91 клапана, который перекрывает зазор между соединительными канавками 81 и кольцевой выточкой 44. Благодаря этому перекрыт канал 8 сообщения. Таким образом, закрыт запорный клапан 9. В результате этого вязкая жидкость в первой камере R1 уже не может течь во вторую камеру R2 через канал 8 сообщения.
Однако так как поршень 4 и затвор 91 клапана скользяще перемещаются по внутренней периферии плоской цилиндрической части 21b, то неизбежно образуются небольшие зазоры между соответствующими наружными окружными поверхностями поршня 4 и затвора 91 клапана и внутренней окружной поверхностью плоской цилиндрической части 21b. Кроме того, неизбежно образуется небольшой зазор между нижеописанным соединительным валиком 52 и нижеописанным сквозным отверстием 45 поршня 4. Когда запорный клапан 9 находится в закрытом положении, вязкая жидкость из первой камеры R1 течет во вторую камеру R2 через небольшие зазоры. Однако при прохождении через небольшие зазоры вязкая жидкость встречается с большим гидравлическим сопротивлением. Как явствует из этого, в этом варианте выполнения поворотного амортизатора 1 небольшие зазоры для соединения первой камеры R1 и второй камеры R2 используются в качестве канала сопротивления. Конечно, возможно, что поршень 4 или затвор 91 клапана будут снабжены соединительным отверстием для соединения первой и второй камер R1 и R2, и тогда это соединительное отверстие используется в качестве канала сопротивления.
С другой стороны, когда затвор 91 клапана соприкасается с боковой поверхностью 44b кольцевой выточки 44, соединительные канавки 81 сообщаются с кольцевой выточкой 44. Кроме того, так как размер внутренней окружной поверхности затвора 91 клапана в направлении длинной оси больше, чем расстояние между плоскими поверхностями 42а, 42а упорной части 42, то образуется зазор между плоской поверхностью 42а и внутренней окружной поверхностью затвора 91 клапана. Кольцевая выточка 44 сообщена с первой камерой R1 через этот зазор и через зазор между плоской поверхностью 42а и внутренней поверхностью плоской цилиндрической части 21b. Таким образом, когда затвор 91 клапана соприкасается с боковой поверхностью 44b, запорный клапан 9 находится в открытом положении, открывая канал 8 сообщения. Следовательно, вязкая жидкость из второй камеры R2 может без какого-либо значительного сопротивления течь в первую камеру R1.
Кулачковый элемент 5 соосно вставлен в корпус 2 в месте у донышка 22. Кулачковый элемент 5 одним концом упирается в донышко 22. В центральной части этого конца имеется опорное отверстие 51. Это опорное отверстие 51 предназначено для относительно поворотной посадки на опорный выступ 22а. На другом конце кулачкового элемента 5 в его центральной части имеется соединительный валик 52. Этот соединительный валик 52 проходит вдоль оси корпуса 2. Соединительный валик 52 с возможностью вращения пропущен через сквозное отверстие 45, выполненное в центральной части поршня 4, и вставлен в соединительное отверстие 33, выполненное в центральной части ротора 3. Передний торец соединительного валика 52 соприкасается с поверхностью донышка соединительного отверстия 33. Таким образом, ротор 3 и кулачковый элемент 5 удерживаются друг на друге посредством донышка 22 и стопорного кольца 11. Благодаря этому ротор 3 и кулачковый элемент 5 не могут перемещаться в осевом направлении. На переднем конце соединительного валика 52 образована плоская часть 53. Эта плоская часть 53 без возможности вращения вставлена в приводное отверстие 34, выполненное в донышке соединительного отверстия 33. Благодаря этому кулачковый элемент 5 неповоротно соединен с ротором 3, так что кулачковый элемент 5 вращается вместе с ротором 3.
Второй кулачковый механизм 10 расположен между противолежащими поверхностями кулачкового элемента 5 и кулачковой части 43 поршня 4. Этот кулачковый механизм 10 имеет две криволинейные поверхности 101, 101, образованные на части кулачкового элемента 5, противолежащей кулачковой части 43, и две криволинейные поверхности 102, 102, образованные на кулачковой части 43, противолежащей кулачковому элементу 5. Криволинейные поверхности 101, 102 соприкасаются друг с другом. Когда кулачковый элемент 5 вращается вместе с ротором 3, второй кулачковый механизм 10 перемещает поршень 4 на ту же самую величину и в том же самом направлении, что и кулачковый механизм 7. Таким образом, когда ротор 3 и кулачковый элемент 5 вращаются в одном направлении, кулачковый механизм 7 вызывает движение поршня 4 в направлении от второй камеры R2 к первой камере R1. В это время второй кулачковый механизм 10 лишь допускает движение поршня 4 в том же самом направлении. Когда ротор 3 и кулачковый элемент 5 вращаются в другом направлении, второй кулачковый механизм 10 вызывает перемещение поршня 4 в направлении от первой камеры R1 к второй камере R2. В это время кулачковый механизм 7 лишь допускает движение поршня 4 в том же самом направлении.
Спиральная пружина 6 в качестве поджимающего средства расположена в корпусе 2 между донышком 22 и поршнем 4. Эта спиральная пружина 6 предназначена для поджатия поршня 4 в направлении от первой камеры R1 к второй камере R2. Как упоминалось ранее, поршень 4 перемещается в том же самом направлении посредством кулачкового механизма 10. Таким образом, спиральная пружина 6 как вспомогательный элемент второго кулачкового механизма 10 поджимает поршень в направлении к второй камере R2 и не является абсолютно необходимой. Однако, так как кулачковый элемент 5 и кулачковая часть 43 имеют небольшой наружный диаметр, то криволинейные поверхности 101, 101 подвержены быстрому износу при приложении больших нагрузок к ним. Во избежание таких неудобств предпочитается применять спиральную пружину 6.
Когда в поворотном амортизаторе 1, выполненном таким образом, ротор 3 и кулачковый элемент 5 вращаются в одном направлении, кулачковый механизм 7 вызывает движение поршня 4 в направлении от второй камеры R2 к первой камере R1. В этом случае вязкая жидкость в первой камере R1 будет течь во вторую камеру R2 через канал 8 сообщения. Однако затвор 91 запорного клапана продвигается вязкой жидкостью для посадки на боковую поверхность 44а кольцевой выточки 44 как на седло клапана. В результате этого запорный клапан 9 закрывается, перекрывая канал 8 сообщения. Таким образом, скорость вращения ротора 3 сводится к небольшой скорости. В это время второй кулачковый механизм 10 допускает перемещение поршня 4 в том же самом направлении, при этом поддерживая контакт между криволинейными поверхностями 101, 102.
Когда ротор 3 и кулачковый элемент 5 вращаются в другом направлении, второй кулачковый механизм 10 вызывает движение поршня 4 в направлении от первой камеры R1 к второй камере R2. В таком случае вязкая жидкость во второй камере R2 будет течь в направлении к первой камере R1 через канал 8 сообщения. Затвор 91 клапана под действием этой вязкой жидкости перемещается от боковой поверхности 44а, и запорный клапан 9 приводится в открытое положение. Таким образом, вязкая жидкость во второй камере R2 без какого-либо значительного сопротивления течет в первую камеру R1 через канал 8 сообщения. Следовательно, допускается высокая скорость вращения ротора 3.
Как очевидно из вышеизложенного описания, так как в поворотном амортизаторе 1 перемещение поршня 4 в направлении от первой камеры R1 к второй камере R2 осуществляется посредством второго кулачкового механизма 10, поршень 4 не будет расположен на расстоянии от ротора 3, даже если ротор 3 будет вращаться с высокой скоростью в другом направлении. Другими словами, криволинейные поверхности 71, 72 кулачкового механизма 7 поддерживаются в нормально соприкасающемся положении. Таким образом, когда ротор 3 вращается в одном направлении непосредственно после его вращения в другом направлении, вращению ротора 3 с высокой скоростью немедленно препятствует сопротивление вязкой жидкости, как только ротор 3 вращается в одном направлении. Следовательно, в случае расположения поворотного амортизатора 1 между основным корпусом туалета и крышкой туалета предотвращается удар крышки туалета с высокой скоростью об основной корпус туалета.
Теперь будет описан другой вариант осуществления настоящего изобретения. В отношении варианта, описываемого далее, будет описываться только конструкция, отличающаяся от вышеупомянутого варианта. Те части, которые одинаковы с частями в первом варианте, обозначены одинаковыми позициями и исключены из описания.
На фиг.6-8 показан второй вариант осуществления настоящего изобретения. В поворотном амортизаторе 1А согласно этому второму варианту осуществления изобретения в кулачковом элементе 5 выполнено продольное отверстие (первое и второе отверстия) 54, которое проходит вдоль оси кулачкового элемента 5. Продольное отверстие 54 проходит через кулачковый элемент 5. Таким образом, продольное отверстие 54 одним концом (левым концом на фиг.6) сообщено с первой камерой R1. В соединительном валике 52 кулачкового элемента 5 выполнено поперечное отверстие 55. Поперечное отверстие 55 одним концом открывается на внутренней окружной поверхности продольного отверстия 54, а другим концом - на наружной окружной поверхности соединительного валика 52, обращенной к второй камере R2. Таким образом, первая и вторая камеры R1, R2 сообщены друг с другом через продольное отверстие 54 и поперечное отверстие 55. На конце продольного отверстия 54 со стороны первой камеры R1 образовано седло 56 клапана.
В роторе 3 образовано вводное отверстие 35, проходящее вдоль оси ротора 3. Один конец (правый конец на фиг.6) вводного отверстия 35 открывается на наружной поверхности ротора 3. Другой конец вводного отверстия 35 открывается у поверхности донышка приводного отверстия 34 и сообщается с продольными отверстиями 54 через приводное отверстие 34 и соединительное отверстие 33. Во вводное отверстие 35 подвижно вставлен валикообразный регулировочный элемент 12. Зазор между наружной окружной поверхностью головки 12а регулировочного элемента 12 и внутренней окружной поверхностью вводного отверстия 35 уплотнено уплотнительным элементом 13, как например, уплотнительным кольцом круглого сечения. Таким образом, вязкая жидкость не вытекает между наружной окружной поверхностью головки 12а и внутренней окружной поверхностью вводного отверстия 35. Внутрь от головки 12а регулировочный элемент 12 имеет резьбовую часть 12b. Эта резьбовая часть 12b соединена на резьбе с вводным отверстием 35. Таким образом, вращая снаружи головку регулировочного элемента 12, можно перемещать вперед и отводить назад регулировочный элемент 12 в осевом направлении вводного отверстия 35.
Часть регулировочного элемента 12, расположенная спереди от резьбовой части 12b, имеет диаметр меньше, чем внутренний диаметр продольного отверстия 54, и с зазором вставлена в это отверстие. На переднем конце регулировочного элемента 12 расположена клапанная часть 12с. Когда головка 12а регулировочного элемента 12 перемещается в заранее определенное положение к внутренней стороне вводного отверстия 35, клапанная часть 12с садится на седло 56 клапана. Когда клапанная часть 12с садится на седло 56 клапана, эта клапанная часть 12с перекрывает зазор между частью продольного отверстия 54 на стороне первой камеры R1 и частью продольного отверстия 54 на стороне второй камеры R2. Таким образом, вязкая жидкость не течет ни через продольное отверстие 54, ни через поперечное отверстие 55. С другой стороны, когда клапанная часть 12с отведена от седла 56 клапана в направлении ко второй камере R2, вязкая жидкость из первой камеры R1 течет во вторую камеру R2 через продольное отверстие 54 и поперечное отверстие 55. В это время вязкая жидкость встречает некоторое гидравлическое сопротивление, величина которого соответствует расстоянию между седлом 56 клапана и клапанной частью 12с. Скорость вращения ротора 3 в одном направлении ограничивается гидравлическим сопротивлением в отношении вязкой жидкости. Таким образом можно регулировать скорость вращения ротора 3 в одном направлении, изменяя расстояние между седлом 56 клапана и клапанной частью 12с.
Как очевидно из предшествующего описания, канал сопротивления образуют продольное отверстие 54, поперечное отверстие 55, седло 56 клапана и клапанная часть 12с. Так как вязкая жидкость из второй камеры R2 течет в первую камеру R1 по каналу 8 сообщения, она не встречает большого гидравлического сопротивления, даже когда клапанная часть 12с посажена на седло 56 клапана.
Когда в поворотном амортизаторе 1А, выполненном таким образом, ротор 3 вращается в одном направлении, вызывая перемещение поршня в направлении от второй камеры R2 к первой камере R1, вязкая жидкость из первой камеры R1 течет во вторую камеру R2 через продольное отверстие 54 и поперечное отверстие 55, образующих канал сопротивления. Если в это время клапанная часть 12с посажена на седло 56 клапана, продольное отверстие 54 перекрывается клапанной частью 12с, и, следовательно, вязкая жидкость в первой камере R1 не может проходить по продольному отверстию 54. Таким образом, как и в вышеупомянутом первом варианте осуществления изобретения, вязкая жидкость из первой камеры R1 течет во вторую камеру R2 через зазоры, неизбежно образующиеся в соответствующих частях между первой камерой R1 и второй камерой R2. Следовательно, вязкая жидкость встречается с большим гидравлическим сопротивлением. Благодаря этому предотвращается высокая скорость вращения ротора 3. С другой стороны, когда клапанная часть 12с отведена от седла 56 клапана в направлении ко второй камере R2, вязкая жидкость из первой камеры R1 проходит через зазор между седлом 56 клапана и клапанной частью 12с и течет во вторую камеру R2 через продольное отверстие 54 и поперечное отверстие 55. Таким образом, в этом случае гидравлическое сопротивление, оказываемое вязкой жидкости, уменьшается на величину, равную сопротивлению вязкой жидкости в первой камере R1, которая течет, проходя через продольное отверстие 54 и поперечное отверстие 55, и ротор 3 может вращаться с высокой скоростью. Скорость вращения ротора 3 можно регулировать, изменяя расстояние между седлом 56 клапана и клапанной частью 12с.
В случае, когда ротор 3 вращается в другом направлении, а поршень 4 перемещается в направлении от первой камеры R1 ко второй камере R2, вязкая жидкость во второй камере R2, как и в вышеупомянутом первом варианте осуществления изобретения, течет в первую камеру R1 через канал 8 сообщения. Конечно, когда клапанная часть 12с находится на расстоянии от седла 56 клапана, часть вязкой жидкости из второй камеры R2 течет в первую камеру R1 через поперечное отверстие 55 и продольное отверстие 54. Таким образом, ротор 3 может вращаться с более высокой скоростью.
На фиг.9 и 10 показан третий вариант осуществления настоящего изобретения. В поворотном амортизаторе 1В согласно этому третьему варианту осуществления изобретения вместо седла 56 клапана, как во втором варианте осуществления изобретения, на переднем конце продольного отверстия 54 выполнено отверстие 57 с уменьшенным диаметром. Передний конец объемного регулировочного элемента 14 подвижно вставлен в отверстие 57 с уменьшенным диаметром. Объемный регулировочный элемент 14 выполнен таким же самым образом, как и регулировочный элемент 12, за отсутствием только клапанной части 12с. Головка 14а уплотнена относительно внутренней окружной поверхности вводного отверстия 35 посредством уплотнительного элемента 13, и резьбовая часть 14b на резьбе соединена с вводным отверстием 35.
В поворотном амортизаторе 1В согласно третьему варианту осуществления изобретения посредством извлечения объемного регулировочного элемента 14 можно вводить вязкую жидкость в первую камеру R1 через вводное отверстие 35 и продольное отверстие 54, при этом вязкая жидкость может быть также введена из первой камеры R1 во вторую камеру R2. Посредством вводного отверстия 35 и продольного отверстия 54 образуют впускной канал. В зависимости от каждого поворотного элемента может иметь место ошибка в количествах вязкой жидкости, введенной в первую и вторую камеры R1, R2. Такая ошибка может быть компенсирована степенью введения объемного регулировочного элемента 14 в отверстие 57 с уменьшенным диаметром. Таким образом, в случае, если количества вязкой жидкости, заполняющей первую и вторую камеры R1, R2, являются небольшими, достаточно иметь увеличенную степень введения объемного регулировочного элемента 14 в отверстие 57 с уменьшенным диаметром, как это показано на фиг.9. В случае, если количества заполняющей жидкости являются большими, достаточно иметь уменьшенную степень введения объемного регулировочного элемента 14 в отверстие 57 с уменьшенным диаметром, как это показано на фиг.10.
Необходимо отметить, что настоящее изобретение не ограничивается вышеупомянутыми вариантами его осуществления, и что при необходимости могут быть сделаны многочисленные изменения и модификации.
Например, хотя в вышеописанных вариантах осуществления изобретения первая и вторая камеры R1, R2 сообщены друг с другом через канал 8 сообщения, который открывается и закрывается запорным клапаном 9, первая и вторая камеры R1, R2 могут сообщаться друг с другом только через канал сопротивления без применения канала 8 сообщения и запорного клапана 9. В этом случае создается препятствие для вращения с высокой скоростью независимо от направления вращения ротора. В частности, когда не применяется никакого канала 8 сообщения во втором варианте осуществления изобретения, где канал сопротивления образован продольным отверстием 54, поперечным отверстием 55, седлом 56 клапана и клапанной частью 12с, скорость вращения ротора 3 можно регулировать изменением расстояния между седлом 56 клапана и клапанной частью 12с независимо от направления вращения ротора 3.
Кроме того, в вышеописанных вариантах осуществления изобретения соединительный валик 52 расположен на кулачковом элементе 5, проходит через поршень 4 и неповоротно соединен с ротором 3. Кроме того, возможно, что соединительный валик расположен на роторе 3, проходит через поршень 4 и неповоротно соединен с кулачковым элементом 5. Интересной альтернативой является также образование соединительного валика 52 отдельно от кулачкового элемента 5 и ротора 3, при этом противоположные концы соединительного валика 52 неповоротно соединены с кулачковым элементом 5 и ротором 3.
Кроме того, хотя в вышеописанных вариантах осуществления изобретения кулачковый механизм 7 образован криволинейной поверхностью 71, выполненной на роторе 3, и криволинейной поверхностью 72, выполненной на поршне 4, возможно также выполнение криволинейной поверхности на роторе 3 или поршне 4, при этом на другом из них образован выступ, соприкасающийся с криволинейной поверхностью. Аналогичное может быть применено к второму кулачковому механизму 10.
Промышленная применимость
Поворотный амортизатор согласно настоящему изобретению полезен в качестве поворотного амортизатора, который расположен между основным корпусом устройства и поворотной частью, поворотно поддерживаемой на нем, как например, основным корпусом туалета и крышкой туалета, и который выполнен с возможностью предотвращать вращение поворотной части с высокой скоростью, по крайней мере, в одном направлении, так чтобы поворотная часть могла вращаться с небольшой скоростью. Он особенно подходит для использования с целью надежного предотвращения вращения поворотной части с высокой скоростью в одном направлении.
1. Поворотный амортизатор, содержащий корпус (2), имеющий приемное отверстие (23), ротор, установленный в приемном отверстии (23) с возможностью вращения и без возможности перемещения в своем осевом направлении, поршень (4), вставленный в приемное отверстие (23) между ротором (3) и донышком (22) приемного отверстия (23) с возможностью перемещения в своем осевом направлении и без возможности вращения и разделяющий внутреннее пространство приемного отверстия (23) на первую камеру (R1) у донышка (22) и вторую камеру (R2) у ротора (3), вязкую жидкость, заполняющую первую и вторую камеры (R1, R2), и кулачковый механизм (7), расположенный между ротором (3) и поршнем (4) и допускающий перемещение поршня (4) в направлении от второй камеры (R2) к первой камере (R1) при вращении ротора (3) в одном направлении и перемещение в направлении от первой камеры (R1) ко второй камере (R2) при вращении ротора (3) в другом направлении, при этом в первой камере (R1) расположен кулачковый элемент (5) без возможности перемещения в осевом направлении приемного отверстия (23) и с возможностью вращения и при неповоротном соединении с ротором (3), а между кулачковым элементом (5) и поршнем (4) расположен второй кулачковый механизм (10), допускающий перемещение поршня (4) в направлении от второй камеры (R2) к первой камере (R1) при вращении ротора (3) в одном направлении и движение поршня (4) в направлении от первой камеры (R1) ко второй камере (R2) при вращении ротора (3) в другом направлении, при этом величины перемещения поршня (4), соответствующие вращению ротора (3), посредством второго кулачкового механизма (10) и кулачкового механизма (7) установлены равными.
2. Поворотный амортизатор по п.1, отличающийся тем, что между первой камерой (R1) и второй камерой (R2) выполнены канал (8) сообщения для течения вязкой жидкости без какого-либо сопротивления и канал сопротивления для течения вязкой жидкости при заранее определенной величине сопротивления, а на канале (8) сообщения расположен запорный клапан (9) для открывания канала (8) сообщения при течении вязкой жидкости в одном направлении в канале (8) сообщения, и для закрывания канала (8) сообщения при течении вязкой жидкости в другом направлении в канале (8) сообщения.
3. Поворотный амортизатор по п.1 или 2, в котором поршень (4) имеет сквозное отверстие (45), выполненное в его центральной части и проходящее в его осевом направлении, а ротор (3) и кулачковый элемент (5) неповоротно соединены друг с другом посредством соединительного валика (52), поворотно вставленного в сквозное отверстие (45).
4. Поворотный амортизатор по п.2, отличающийся тем, что на канале сопротивления расположен регулировочный элемент (12) для регулирования проходного сечения канала сопротивления, выполненный с возможностью управления снаружи.
5. Поворотный амортизатор по п.4, отличающийся тем, что поршень (4) имеет сквозное отверстие (45), выполненное в его центральной части и проходящее через него в его осевом направлении, а ротор (3) и кулачковый элемент (4) неповоротно соединены друг с другом посредством соединительного валика (52), поворотно вставленного в сквозное отверстие (45).
6. Поворотный амортизатор по п.5, отличающийся тем, что канал сопротивления содержит первое отверстие (54), проходящее через центральную часть кулачкового элемента (5) в его осевом направлении, второе отверстие (54), проходящее через центральную часть соединительного валика (52) в его осевом направлении, и поперечное отверстие (55), проходящее от второго отверстия (54) к наружной окружной поверхности соединительного валика (52), обращенной к второй камере (R2), в центральной части ротора (3) выполнено вводное отверстие (35), проходящее через него в его осевом направлении, и с внешней открытой части вводного отверстия (35) в, по крайней мере, второе отверстие (54) вставлен регулировочный элемент (12).
7. Поворотный амортизатор по п.2, отличающийся тем, что дополнительно содержит впускные каналы (34, 54), сообщающиеся снаружи с первой камерой (R1) или второй камерой (R2), и впускные каналы (35, 54) снабжены в виде уплотнения объемным регулировочным элементом (14), выполненным с возможностью управления снаружи величиной его вставления во впускные каналы (35, 54).
8. Поворотный амортизатор по п.7, отличающийся тем, что поршень (4) имеет сквозное отверстие (45), выполненное в его центральной части и проходящее через него в его осевом направлении, а ротор (3) и кулачковый элемент (4) неповоротно соединены друг с другом посредством соединительного валика (52), поворотно вставленного в сквозное отверстие (45).
9. Поворотный амортизатор по п.8, отличающийся тем, что впускные каналы (35, 54) имеют первое отверстие (54), проходящее через центральную часть кулачкового элемента (5) в его осевом направлении, второе отверстие (54), проходящее через центральную часть соединительного валика (52) в его осевом направлении, и вводное отверстие (35), проходящее через центральную часть ротора (3) в его осевом направлении, и с внешней открытой части вводного отверстия (35) во впускной канал вставлен объемный регулировочный элемент (14).
