JP2011163472A

JP2011163472A - 回転ダンパ

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Publication number: JP2011163472A
Application number: JP2010028131A
Authority: JP
Inventors: Nobutoshi Oda; 信寿織田
Original assignee: TOK Bearing Co Ltd
Current assignee: TOK Bearing Co Ltd
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-10
Also published as: CN102146978B; CN102146978A; JP5414563B2

Abstract

【課題】負荷の変化に応じて制動力を自動調整でき、破損し難い構造を備えた回転ダンパを提供することである。
【解決手段】
筒状のケーシング１と羽根部６を供えたローター２との間に形成される高圧側の圧力室と低圧側の圧力室を連通する制御隙間１１，１２と、高圧側の圧力を導く推力室１３とを設けるとともに、ローター２に一体的に設けたフランジ９の圧力室側受圧面と推力室側受圧面との圧力差に応じてローター２が移動して制御隙間１１，１２の大きさを制御するように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、負荷の大きさに応じて、回転トルクを自動調整できる回転ダンパに関するものである。

従来から、回転動作する物体に制動力を付与して、その回転を緩やかにする回転ダンパにおいて、負荷に応じてその制動力を自動調整可能な回転ダンパが知られている。
このように、負荷に応じて制動力を自動調整できる回転ダンパは、例えば、便座や便ふたに取り付けて用い、便座などを重量の異なるものに交換したときにも、交換前のものと同じ緩やかさで閉まるようにできるというメリットがある。

この種のものとして、特許文献１に示すものは、ケーシング内に形成される流体室を、回転軸に形成した羽根とケーシングに形成した隔壁とによって区画し、羽根あるいは隔壁に形成した流体通路を通過する流体抵抗によって制動力を得るものである。そして、上記羽根あるいは隔壁に、板バネを利用して上記流体通路の流量を調整する流量調節部を設けている。この流量調節部が、負荷に応じて流量を調節し、負荷が大きいときには制動力を大きくし、負荷が小さいときには制動力を小さくするようにしている。

特開２００９−１８６０１６号公報

上記従来の回転ダンパは、流量調節部を回転軸の羽根や、ケーシングの隔壁に流量制御部を設けていたので、この流量制御部を構成する部品が極めて小さな部品となる。このような小さな部品は、破損しやすい上、流量の制御範囲が小さく、制動力の調整範囲を大きくすることができないという問題もあった。
この発明の目的は、負荷の変化に応じて制動力を自動調整でき、破損し難い構造を備えた回転ダンパを提供することである。

第１の発明は、筒状のケーシング内に、回転方向に負荷が作用したときに回転するローターを設け、このローターの外周に上記ケーシングの内壁に向かって形成した羽根部と、ケーシングの内周からローターに向かって突出させた隔壁とで上記ケーシング内に圧力室を形成し、この圧力室は、上記ローターの回転過程で、上記羽根部を境にした高圧側と低圧側とに区画される回転ダンパにおいて、上記ローターにおける上記羽根部の軸方向一端側に、ケーシングの内壁に接触するフランジを形成し、このフランジと上記隔壁端部との間及び上記羽根部の軸方向他端とその対向面との間に、上記圧力室の高圧側と低圧側とを連通させる一対の制御隙間を形成するとともに、上記フランジにおける羽根部と反対側の面を臨ませる推力室を設け、上記フランジには、上記圧力室の高圧側の圧力が作用する圧力室側受圧面と、上記圧力室側受圧面と対向する推力室側受圧面とを設けている。

そして、圧力室側受圧面の面積に対して推力室側受圧面の面積を大きくする一方、上記ローターに対して上記制御隙間を大きくする方向の勢力を付与するばね部材を備え、上記圧力室の高圧側に発生した圧力を上記フランジの両側に形成される圧力室側受圧面と推力室側受圧面とに作用させ、両受圧面の面積差に応じて上記ローターを上記ばね部材のばね力に抗して軸方向に移動させて上記一対の制御隙間を小さくする構成にし、上記ローターに作用する回転トルクによって発生する圧力室の高圧側の圧力で上記制御隙間の大きさを制御する構成にした点を特徴とする。

第２の発明は、上記第１の発明を前提とし、上記ローターにはローターとは別部材からなる回転シャフトを設け、この回転シャフトはケーシングに対する軸方向の移動が規制される一方、ローターと一体回転する構成にした点を特徴とする。

第３の発明は、上記第１の発明を前提とし、上記ローターには回転シャフトを一体に設け、ローターと回転シャフトとが上記ケーシングに対して軸方向に一体的に移動する構成にした点を特徴とする。

第４の発明は、筒状のケーシング内に、回転方向に負荷が作用したときに回転するローターを設け、このローターの外周に上記ケーシングの内壁に向かって形成した羽根部と、ケーシングの内周からローターに向かって突出させた隔壁とで上記ケーシング内に圧力室を形成し、この圧力室は、上記ローターの回転過程で、上記羽根部を境にした高圧側と低圧側とに区画される回転ダンパにおいて、上記ローターの一方の端面に対向し、軸方向に移動可能な移動体を設け、この移動体と上記ローターとの対向部間に上記圧力室の高圧側と低圧側とを連通させる制御隙間を形成するとともに、上記移動部材を挟んで上記制御隙間と反対側には推力室を設け、制御隙間側における上記移動部材の側面には上記圧力室の高圧側の圧力が作用する圧力室側受圧面を設け、さらに、推力室側における上記移動部材の側面を推力室側受圧面とする。

そして、上記圧力室側受圧面の面積に対して推力室側受圧面の面積を大きくする一方、上記ローターと移動部材との間に上記制御隙間を大きくする方向の勢力を付与するばね部材を介在させ、上記圧力室の高圧側に発生した圧力を上記圧力室側受圧面と推力室側受圧面とに作用させ、両受圧面の面積差に応じて上記移動部材を上記ばね部材のばね力に抗して軸方向に移動させて上記制御隙間を小さくする構成にし、上記ローターに作用する回転トルクによって発生する圧力室の高圧側の圧力で上記制御隙間の大きさを制御する構成にした点を特徴とする。

第１〜第４の発明の回転ダンパは、入力される回転トルクに応じてローターあるいは移動部材が軸方向に移動して制御隙間の大きさを調整することができる。これにより、従来のように破損しやすい構成を不要にしながら、回転トルクに応じて制動力を調整することができる。

第２の発明によれば、ローターと回転シャフトとが別部材なので、回転シャフトがケーシングに対して軸方向へ移動しない。そのため、回転シャフトとケーシングとの間の摺動面の磨耗を少なくできる。
またケーシングや回転シャフトに連結する相手部材との連結構造を、軸方向移動を考慮したものにする必要がなく、単純な連結構造にできる。
さらに、フランジ側に回転シャフトを一体的に設ける場合には、フランジの推力室側重圧面積を確保するために、回転シャフトを太くできないが、第２の発明では、回転シャフトをローターと別部材にしたので、フランジの大きさに制約されずに、回転シャフトを太くすることができる。そのため、高トルクに対応しやすい。

第３の発明によれば、ローターと回転シャフトが一体化されているので、別部材にする場合と比べて部品点数を少なくできる。
また、ローターと回転シャフトとの連結構造が不要になり、構造が単純化するため全体を小型化しやすい。

第４の発明では、移動部材が軸方向へ移動して制御隙間の大きさを調整するため、回転シャフトがケーシングに対して軸方向へ移動しない。そのため、ケーシングや回転シャフトに連結する相手部材との間の連結構造を単純化できる。
また、ローターの軸方向寸法の精度が悪くても、移動部材の移動によって制御隙間が調整されるので、ローターや、ケーシングの軸方向の寸法精度をラフに設定できる。その分、部品の製造が楽になる。

第１実施形態の軸方向の断面図である。第１実施形態の一部部品の斜視図である。図１のIII-III線断面図である。ローターがｙ方向へ回転したときの状態を示す断面図である。図１のIII-III線断面における低トルク状態を示した図である。図１のIII-III線断面における高トルク状態を示した図である。図１のVI-VI線断面図であり、高トルク状態を示した図である。図１のVII-VII線断面図である。第２実施形態の断面図である。図８のIX-IX線断面図である。図８のＸ-Ｘ線断面図である。第３実施形態の断面図である。第３実施形態の移動部材の一部断面図である。第３実施形態の移動部材の正面図である。図１１のXIII-XIII線断面図である。図１１のXIV-XIV線断面図である。第４実施形態の断面図である。図１５のXVI-XVI線断面図である。図１５のXVII-XVII線断面図である。第５実施形態の断面図である。図１８のXIX-XIX線断面図である。第６実施形態の断面図である。図２０のXXI-XXI線断面図である。図２０のXXII-XXII線断面図である。

図１〜図７にこの発明の第１実施形態を示す。
図１は軸線を含む断面図であり、図３〜図７は軸線に直交する断面図である。また、図１は、図３におけるａ−ａ線断面図であり、図４、図５は図３と同じ断面における断面図である。
なお、図６と、図３及び図７とは、断面の向きが反対なので、断面における回転方向が反対になる。図ではローターの回転が同じ場合には、その回転方向を同じ符号の矢印で示している。
また、図１は回転シャフト３及びローター２に回転トルクが作用していない初期状態を示した図である。

この第１実施形態の回転ダンパは、筒状のケーシング１内に、相対回転可能にローター２を組み込み、ケーシング１とローター２との間に粘性流体を介在させ、ローター２とケーシング１とが相対回転したときの粘性流体の流動抵抗によって制動力を得るようにした回転ダンパである。
例えば、上記ケーシング１を便器本体に固定し、ローター２を便座の回転軸に連結すれば、便座の回転に制動力を付与して、便座が勢いよく落下することを防止できる。

上記ローター２の挿入方向先端には凹部２ａを形成し、一方、ケーシング１にはこの凹部２ａに挿入する凸部１ａを形成している。そして、上記凹部２ａ内には、上記凸部１ａを挿入するとともに、この凸部１ａの先端と凹部２ａの底面との間には、両者の間隔を開く方向の力、すなわち後で説明する制御隙間１１，１２を大きくする方向の力を付与するコイルばね４を組み込んでいる。
但し、ローター２はコイルばね４のばね力に抗して軸方向に移動可能に設けられている。

また、ローター２の挿入方向後端には、図１、図２、図７に示すように、凸部２ｂを形成し、この凸部２ｂを介して回転シャフト３を連結している。
上記回転シャフト３は、ローター２側に大径部３ａを備え、その端面３ｂには、上記凸部２ｂを挿入する凹部３ｃを形成している。この凹部３ｃに上記ローター２の突部２ｂをはめ合わせることによって、ローター２と回転シャフト３とを連結し、回転シャフト３の回転力がローター２へ伝達されるようにしている。
さらに、上記大径部３ｂをケーシング１に形成した段部１ｂとキャップ５とで挟み込むことによって、回転シャフト３は軸方向の移動が規制された状態で回転可能に支持されている。

また、ローター２の外周には一対の羽根部６，６を形成し、ケーシング１の内周には一対の隔壁７，７を形成している。さらに、上記羽根部６の先端には、ケーシング１の内周に直接接触する略コの字型のスペーサー８を被せ、このスペーサー８が、羽根部６の先端と合体して移動するとともに、羽根部６が、上記スペーサー８を介してケーシング１に接触するようにしている。
なお、この第１実施形態においては、上記羽根部６とスペーサー８とによってこの発明の羽根部を構成している。

但し、上記羽根部６の先端部分とスペーサー８とは、ローター２の回転方向において両部材間に隙間が形成される寸法関係を維持している。
また、上記羽根部６及びスペーサー８にはそれぞれ切り欠き６ａ、８ａを形成している。これらは、後で詳しく説明するが、上記ローター２が、図３（ａ）、（ｂ）に示す矢印ｙ方向に回転したときに、連通路ｐを形成するものである（図３（ｂ）参照）。
なお、上記ローター２が矢印ｙ方向に回転したときに、上記連通路ｐが連通することは、以下の何れの実施形態でも同じである。但し、ローター２が矢印ｙ方向に回転して上記連通路ｐが連通した状態はこの図３（ｂ）のみに示し、他の実施形態においてもこの図を参照することにする。

そして、上記羽根部６，６および隔壁７，７によって、ケーシング内には４つの圧力室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが形成される。
これらの圧力室は、ローター２とケーシング１との相対回転によって、その容量が変化するが、この実施例では、上記圧力室ＡとＣ、圧力室ＢとＤとは同様に変化する。
具体的には、ローター２が矢印ｘ方向へ回転する際には、圧力室Ａ，Ｃが拡大する低圧側の圧力室となり、圧力室Ｂ，Ｄが縮小する高圧側の圧力室となる。
このとき、図３（ａ）に示すように、上記スペーサー８には高圧側の圧力室Ｂ，Ｄの圧力が作用し、スペーサー８を羽根部６に押し付けて、上記切り欠き６ａを閉鎖する。そのため、羽根部６，６とスペーサー８，８との間には、上記切り欠き６ａ及び切り欠き８ａを経由する連通路ｐが連通しない。

反対に、ローター２が矢印ｙ方向へ回転する際には、圧力室Ａ，Ｃが縮小する高圧側の圧力室となり、圧力室Ｂ，Ｄが拡大する低圧側の圧力室となる。
このとき、スペーサー８には、高圧側の圧力室Ａ，Ｃからの圧力が作用し、スペーサー８が羽根部６の切り欠き６ａから離れる。そして、スペーサー８に形成された切り欠き８ａと羽根部６の切り欠き６ａとが重なって、連通路ｐを形成する。そのため、図３（ｂ）に示した矢印のように、高圧側の圧力室Ａ，Ｃから低圧側の圧力室Ｂ，Ｄへ上記連通路ｐを介して流体が流れる。

さらに、ローター２の羽根部６，６以外の外周の一部に、溝２ｃを形成している（図２、図３参照）。この溝２ｃは、図４に示すように、上記隔壁７の先端面が、この溝２ｃと重なっている部分を持つとき、圧力室ＡとＤ、圧力室ＢとＣとを連通させる連通路として機能する。

また、上記ローター２には、羽根部６の軸方向一端側である回転シャフト３側の端面に連続させて、ケーシング１の内壁に接触する直径を備えたフランジ９を一体的に形成している。
そして、このフランジ９には、羽根部６側の面９ａから反対側の面９ｂへ貫通する貫通孔１０，１０を形成している。これら貫通孔１０，１０は、図２，６，７に示すように羽根部６，６の近傍であって、ローター２がケーシング１に対して矢印ｘ方向へ回転する際に縮小する側の圧力室、すなわち高圧側の圧力室に対応させた位置に設けている。

また、上記スペーサー８と合体した羽根部６は、ローター２とともにケーシング１内で軸方向に移動可能である。そして、図１に示す状態で、上記羽根部６はケーシング１の隔壁７と軸方向にずれている。
そして、羽根部６と隔壁７とが軸方向に重なっている部分に形成される圧力室の両端側には、それぞれ制御隙間１１，１２が形成される。すなわち、上記フランジ９の一方の面９ａとケーシングの隔壁７との間には制御隙間１１が形成され、この発明の羽根部の軸方向他端であるローター２の挿入方向先端とその対向面であるケーシング１の底面との間には制御隙間１２が形成される。これら制御隙間１１，１２は、羽根部６と仕切り壁７とによって区画される圧力室同士をその端部で連通させる。

また、図１に示す状態は、ケーシング１に組み込んだ上記ローター２がコイルばね４のばね力によって回転シャフト３に押し当てられた状態であるが、この状態において、フランジ９の他方の面９ｂと回転シャフト３の上記端面３ｂとの間に推力室１３が形成されるようにしている。
このような推力室１３や、上記制御隙間１１，１２は、各部分の軸方向の寸法を適当に設定することによって確保される。
なお、図中符号１４は、Ｏリング、１５はスペーサーである。

以下に、この回転ダンパが上記回転シャフト３に作用させる負荷に応じて、回転トルクを調整するメカニズムを説明する。
上記回転シャフト３に負荷が作用しない図１の状態から、回転シャフト３に回転力が作用して、ローター２が回転すると、各圧力室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの容量が変化する。

例えば、ローター２を矢印ｘ方向に回転させると、圧力室Ｂ，Ｄが縮小する高圧側の圧力室となり、圧力室Ｃ，Ａが拡大する低圧側の圧力室となる。
このとき、上記したように羽根部６，６とスペーサー８，８との間には連通路ｐは形成されない。
そして、図４に示すように、隔壁７がローター２の溝２ｃに重なっている間は、縮小する高圧側の圧力室Ｄ，Ｂから拡大する低圧側の圧力室Ａ，Ｃへ移動する流体は、上記制御隙間１１，１２を介して流れるとともに、上記溝２ｃを介して流れるので、ローター２の回転には制動力が作用せず軽い回転を維持する。

図４から、ローター２がさらに矢印ｘ方向へ回転し、隔壁７が溝２ｃから外れ、図５に示すようになると、上記溝２ｃを介しての流れは遮断され、流体の流れは上記制御隙間１１，１２を介してのみとなる。従って、ローター２の回転には、これら制御隙間１１，１２の流路面積に応じた抵抗が回転の制動力として付与されることになる。

このとき、上記フランジ９の一方の面９ａであって上記高圧側の圧力室Ｂ，Ｄに対応する部分には、高圧側の圧力が作用する圧力室側受圧面９ａ’が形成される。この受圧面９ａ’は、フランジ９の一方の面９ａにおいて高圧側の圧力が作用する部分のみで、図６で網点を付けて示した部分である。
また、上記フランジ９の他方の面９ｂに臨ませた推力室１３には、フランジ９に形成した貫通孔１０を介して圧力室Ｂ，Ｄの圧力が導かれる。つまり、高圧側の圧力室Ｂ，Ｄの圧力が、推力室１３に導かれ、図７に網点で示した推力室側受圧面９ｂ’に作用する。

上記のように、フランジ９の両受圧面９ａ’、９ｂ’には、高圧側の圧力が作用するが、図６、図７からも明らかなように、圧力室側には羽根部６、スペーサー８、及び仕切り壁７を形成し、圧力室側受圧面９ａ’よりも推力室側受圧面９ｂ’の面積が大きくなるようにしている。そのため、フランジ９には推力室１３から制御隙間１１側への圧力が作用する。
但し、ローター２には、ローター２を推力室１３側へ押圧する上記コイルばね４のばね力が作用しているので、ローター２は、上記推力室側受圧面９ｂ’と圧力室側受圧面９ａ’の面積差に基づいた圧力とばね力とがバランスする位置を保つことになる。

つまり、上記フランジ９の両受圧面９ａ’，９ｂ’に作用する高圧側の圧力が高ければ高いほど、図１に示す初期状態よりも制御隙間１１，１２を狭くする方向へ移動し、回転に対する制動力を大きくする。
また、ローターにかかる回転トルクが高ければ高いほど、上記高圧側の圧力は高くなる。例えば、回転シャフト３に取り付ける便座などの部材が重くなれば、その分高圧側の圧力が高くなって、上記制御隙間１１，１２を小さくする方向の推力が発生する。そのため、回転シャフト３に作用する回転トルクに応じてローター２が軸方向に移動し、回転に対する制動力を自動調整できることになる。

なお、上記制御隙間１１，１２は、ローター２の軸方向の移動に伴って、同様に大きくなったり小さくなったりする。そして、両制御隙間の軸方向の大きさを等しくしておけば、両制御隙間を同時にゼロにして、制動力を高くすることが可能である。但し、必ずしも、両制御隙間を同じ大きさにしなくてもよい。
なお、この第１実施形態では、上記制御隙間１１，１２の流路面積を、上記連通路ｐの流路面積や、上記溝２ｃによる流路面積に比べて小さくしている。そして、上記連通路ｐや溝２ｃの連通が遮断され、上記制動隙間１１，１２のみを介して流体が流れる場合には、上記制動隙間１１，１２が初期状態であってもある程度の制動力が付与され、回転速度が緩やかになるように設定している。

一方、ローター２が図の矢印ｙ方向へ回転する場合には、圧力室Ａ，Ｃが縮小する高圧側の圧力室となり、圧力室Ｄ，Ｂが拡大する低圧側の圧力室となる。
この場合には、図３（ｂ）に示すように、羽根部６，６とスペーサー８，８との間に上記連通路ｐが連通する。そのため、流体は、この連通路ｐを介して圧力室Ａ，Ｃから圧力室Ｂ，Ｄへ、ほとんど抵抗無く流れる。
しかも、図６に示した受圧面９ａ’は高圧側の圧力が作用する受圧面とならない。また、上記フランジ９に形成した貫通孔１０，１０は、低圧側の圧力室Ｄ，Ｂに対応するので、上記推力室１３に高圧側の圧力が導かれない。従って、推力室１３の圧力によって、制御隙間１１，１２を小さくするようにローター２が移動することはない。
つまり、上記制御隙間１１，１２の大きさが一定に確保されるとともに、上記連通路ｐが連通し、粘性流体は上記連通路ｐ及び制御隙間１１，１２を介して流れるので、ローター２の回転に制動力は作用せず、軽く回転する。

なお、ローター２が矢印ｙ方向に回転する際にも、図４に示すように上記ローター２に形成した溝２ｃに上記隔壁７が重なった場合には、流体はこの溝２ｃにも流れるので、流動抵抗はより小さくなるが、この溝２ｃが閉鎖されても、上記連通路ｐ及び制動溝１１，１２によってほとんど抵抗無く流体が流れるようにしている。
以上のように、この第１実施形態の回転ダンパは、ローター２が矢印ｙ方向に回転する際には、ほとんど制動力が作用せず軽く回るが、矢印ｘ方向に回転する際には、回転シャフトに作用する回転トルクに応じて、自動的に制動力を調節し、上記回転トルクが変化しても回転速度が殆ど変わらないようにできる。

この第１実施形態では、ローター２と回転シャフト３とを別部材にしているので、その分部品点数が増えることになるが、次のようなメリットもある。
例えば、上記回転シャフト３をローター２に一体的に設けた場合、回転シャフト３が軸方向に移動することになるので、回転シャフト３に取り付ける他部材との連結部において、軸方向移動を許容する構造が必要になるが、この実施形態のように回転シャフト３が軸方向に移動しない場合には、他部材との連結構造を単純化できる。また、回転シャフト３が軸方向移動して磨耗しやすくなるという問題もない。

さらに、回転シャフト３をローター２に一体的に設けた場合、ローター２のフランジ９の推力室側重圧面９ｂ’を大きくするためには、回転シャフト３の直径をあまり大きくできない。しかし、この第１実施形態のようにローター２と回転シャフト３とを別部材にすれば、そのような制約がなく、直径の大きな回転シャフト３を用いることができる。そのため、回転シャフト３の強度を高くすることができ、より高いトルクにも対応できる。

図８〜図１０に示す第２実施形態は、ローター２に回転シャフト３を一体的に形成したものである。
そして、回転シャフト３を、ケーシング１に対して軸方向にも移動可能に支持した点は上記第１実施形態と異なるが、上記第１実施形態と同じ機能の構成要素には同じ名称と符号を用いている。
また、ローター２に設けた羽根部６，６、スペーサー８、フランジ９、及びケーシング１の隔壁７，７の構成は上記第１実施形態と同じである（図２、図９参考）。

この第２実施形態の回転ダンパも、図８の初期状態において、上記羽根部６，６と隔壁７，７との軸方向位置をずらして組み込まれている。
そして、フランジ９の一方の面９ａと隔壁７との間に制御隙間１１を設け、ローター２のフランジ９と反対側端面とその対向面であるケーシング１の底面との間に制御隙間１２を形成している。
さらに、回転シャフト３に大径部３ｄを設け、この大径部３ｄをキャップ５で押さえ、コイルばね４のばね力と相まってローター２の軸方向位置を保つようにしている。

この第２実施形態の回転ダンパも、回転シャフト３に回転力が作用して、ローター２が回転すると、羽根部６及びスペーサー８と、隔壁７とで区画される圧力室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの容量が変化して粘性流体が移動するものである。
そして、上記ローター２が、図９、図１０に示す矢印ｘ方向へ回転すると、圧力室Ｂ，Ｄが縮小して高圧側となり、圧力室Ａ，Ｃが拡大して低圧側となる。
このように、圧力室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが、高圧側と低圧側となったとき、高圧側と低圧側とが、上記制御隙間１１及び１２で連通している。そのため、流体はこれら一対の制御隙間１１及び１２を介して高圧側から低圧側へ流れる。

また、この第２実施形態でも、上記フランジ９において上記高圧側の圧力室Ｂ，Ｄに対応する位置に貫通孔１０，１０を形成している。そのため、高圧側の圧力が推力室１３へ導かれ、フランジ９の一方の圧力室側受圧面９ａ’と、他方の推力室側受圧面９ｂ’とに上記高圧側の圧力が作用する。
このように、フランジ９の両側に作用する圧力差が、上記コイルばね４のばね力に打ち勝つと、フランジ９が上記制御隙間１１，１２を小さくする方向へ移動する。
この第２実施形態も、回転シャフト３に作用する回転トルクの大きさに応じて、ローター２が軸方向に移動し、制御隙間１１，１２の大きさを調整する。その結果、回転トルクに応じた制動力を得られる。

また、回転シャフト３が図９、図１０の矢印ｙ方向に回転する場合、上記第１実施形態と同様に、羽根部６，６とスペーサー８，８との間に図３（ｂ）に示す連通路ｐが連通し、粘性流体はこの連通路ｐを介して圧力室Ａ，Ｃから圧力室Ｂ，Ｄへほとんど抵抗なく流れる。
しかも、上記貫通孔１０が高圧側の圧力室に対応しないので、推力室１３に高圧側の圧力が導かれない。そのため、制御隙間１１，１２を小さくするようにローター２が移動することもない。
従って、上記矢印ｙ方向へ回転するときには、ローター２の回転に制動力は作用せず、軽く回転する。

なお、この第２実施形態は、ローター２と回転シャフト３とを一体的に形成しているため、上記第１実施形態の回転ダンパと比べて部品点数を少なくすることができる。但し、回転シャフト３が軸方向に移動するため、便座など、回転シャフト３と連結する部材との間に、軸方向移動を許容する連結構造が必要である。

図１１〜１４に示す第３実施形態は、ローター２にフランジを設けないで、移動部材１６を備えた点が、上記第１実施形態と異なる。
この第３実施形態でも、第１実施形態と同じ機能を有する構成要素には同じ名称と、同じ符号を用いている。
そして、この第３実施形態においても、ローター２に設けた羽根部６，６、スペーサー８、ケーシング１の隔壁７，７の構成は第１実施形態と同じである（図２、図１４参照）。従って、これらの説明は省略する。

また、回転シャフト３には大径部３ａを備え、この大径部３ａをケーシング１に形成した段部１ｂとキャップ５とで挟み込むことによって、回転シャフト３の軸方向の移動を規制している。そして、この第３実施形態では、ローター２と回転シャフト３とが一体的に形成されているので、ローター２も軸方向の移動が規制される。
さらに、上記ローター２のケーシング１への挿入方向先端側には、移動部材１６を組み込んでいる。

上記移動部材１６は、図１２（ａ）、（ｂ）に示す形状の部材で、外周がケーシング１の内壁に接触する直径のフランジ部１７と、このフランジ部１７の中央に突出させた筒部１８と、この筒部１８の先端側の小径部１８ａとからなる。
上記筒部１８には、ケーシング１の底面中央に設けた突部１ａを挿入するとともに、筒部１８をローター２に形成した凹部２ａに挿入し、これらケーシング１、ローター２、及び移動部材１６を同軸上に保っている。
また、上記筒部１８の小径部１８ａをコイルばね４の中心に挿入している。

さらに、上記フランジ部１７には、ケーシング１の内壁に設けた隔壁７，７を嵌める一対の切り欠き１７ａ，１７ａを形成するとともに、この切り欠き１７ａに連続させて、連通孔１９を形成している。この連通孔１９はフランジ部１７の一方の面１７ｂ側と他方の面１７ｃ側とを連通させる連通路となる。
そして、上記切り欠き１７ａに隔壁７を嵌めて、ケーシング１に移動部材１６を組み込んでいる。そのため、上記移動部材１６は、回転が規制され隔壁７に沿った軸方向の移動だけが可能になる。
また、図１３に示すように、移動部材１６のフランジ部１７において、上記隔壁７，７の脇に上記連通孔１９が開口することになる。この連通孔１９の位置は、上記ローター２が図１４の矢印ｘ方向に回転したときに容量を縮小する高圧側の圧力室に対応する箇所である。

そして、この第３実施形態の回転ダンパは、コイルばね４のばね力が移動部材１６とローター２との距離を大きくする方向に作用し、図１１に示す初期状態では、移動部材１６がケーシング１の底面に最も近づいた状態を維持する。
このとき、移動部材１６におけるフランジ部１７の一方の面１７ｂと羽根部６の端面との間には制御隙間２０が形成され、他方の面１７ｃ側には推力室２１が形成されるようにしている。

上記のように構成したこの第３実施形態の回転ダンパは、図１４の矢印ｘ方向に回転するとき、上記フランジ部１７において縮小して高圧側となる圧力室Ｂ，Ｄに対応する位置に連通孔１９を形成しているので、高圧側の圧力が上記推力室２１に導かれ、推力室側受圧面であるフランジ部の他方の面１７ｃに作用する。
これに対し、フランジ部１７の一方の面１７ｂ側である制御隙間２０側では、上記面１７ｂのうち高圧側の圧力室Ｂ，Ｄに対応する部分のみが、高圧側の圧力が作用する圧力室側受圧面となる。そのため、フランジ部１７の両側に作用する圧力によりフランジ部１７は、制御隙間２０を小さくする方向の推力を得ることになる。

従って、上記高圧側の圧力が高いときには上記他の実施形態と同様に、コイルばね４のばね力に抗して移動部材１６が移動し、回転シャフト３に作用する回転トルクに応じて制御隙間２０を調整することができる。
つまり、この第３実施形態も、回転シャフト３に作用する回転トルクの大きさに応じて、制御隙間２０の大きさを調整し、回転トルクに応じた制動力を得られる。

また、回転シャフト３が図１４の矢印ｙ方向に回転する場合、上記第１実施形態と同様に、羽根部６，６とスペーサー８，８との間に図３（ｂ）に示す連通路ｐが連通し、粘性流体はこの連通路ｐを介して圧力室Ａ，Ｃから圧力室Ｂ，Ｄへほとんど抵抗なく流れる。
しかも、上記連通孔１９の位置が高圧側の圧力室に対応しないので、推力室２１に高圧側の圧力が導かれない。従って、制御隙間２０を小さくするように移動部材１６が移動することもない。
従って、上記矢印ｙ方向へ回転するときには、ローター２の回転に制動力は作用せず、軽く回転する。

図１５〜図１７に示す第４実施形態は、上記第３実施形態の移動部材１６に替えて移動部材２２を用いるともに、この移動部材２２を回転シャフト３側に設けた点が特徴である。
そして、この第４実施形態においても、ローター２に設けた羽根部６，６、スペーサー８、ケーシング１の隔壁７，７の構成は第１実施形態と同じである（図２、図１６参照）。従って、これらの説明は省略する。
但し、ローター２の端面には凸部２ｄを形成し、この凸部２ｄをケーシング1の底面に形成した凹部１ｃに挿入している。そして、ケーシング１の開口に固定したキャップ５には回転シャフト３を貫通させ、このキャップ５とケーシング１の上記凹部１ｃとによってローター２及び回転シャフト３を支持している。

この第４実施形態の移動部材２２は、フランジ部２３と筒部２４とからなり、フランジ部２３には、円周方向においてケーシング１の隔壁７に近接し、図１６の矢印ｘ方向にローター２が回転するとき、高圧側となる圧力室Ｂ，Ｄに対応する位置に連通孔２５，２５を形成している。
また、上記フランジ部２３及び筒部２４の中央に回転シャフト３を貫通させるとともに、上記筒部２４をキャップ５側に位置させることによってキャップ５とフランジ部２３との間に推力室２１を確保している。

さらに、上記フランジ部２３を境に上記推力室２１と反対側には、ローター２との間にコイルばね４を組み込み、このコイルばね４は両部材間を開く方向のばね力を作用させている。
そして、上記推力室２１に高圧側の圧力が作用していない図１５の初期状態で、フランジ部２３とローター２との間に制御隙間２０が形成されるようにしている。この制御隙間２０は、上記第３実施形態と同様に、スペーサー８と合体した羽根部６とケーシング１の隔壁７とで区画される圧力室間を連通させる隙間である。

なお、図１５、図１７に示すように、上記隔壁７の端部から軸方向へ連続するガイド凸部１ｄを形成するとともに、フランジ部２３にはこの凸部１ｄに一致する切り欠き２３ｃを形成している。これらガイド凸部１ｄと切り欠き２３ｃとを嵌め合わせることによって移動部材２２の回転を規制し、軸方向の移動のみを許容している。

この第４実施形態の回転ダンパも、図１６に示す矢印ｘ方向の回転トルクが回転シャフト３に作用したとき、フランジ部２３の一方の面２３ａであって、高圧側となる圧力室Ｂ，Ｄに対応する圧力室側受圧面には高圧側の圧力が作用する。
このとき、上記高圧側の圧力は、上記圧力室Ｂ，Ｄに対応する位置の連通孔２５から推力室２１へ導かれ、推力室側受圧面となるフランジ部２３の他方の面２３ｂにも作用する。
そこで、上記移動部材２２は、フランジ部２３の両受圧面に作用する圧力と、上記ばね力とに応じて軸方向に移動し、その位置によって制御隙間２０の大きさを調整する。

この第４実施形態も、回転シャフト３に作用する回転トルクの大きさに応じて、移動部材２２が軸方向に移動し、制御隙間２０の大きさを調整する。その結果、回転トルクに応じた制動力を得られる。
また、ローター２が図１６の矢印ｙ方向へ回転するときには、図３（ｂ）に示す連通路ｐが連通し、ローター２の相対回転に制動力が付与されない点は、上記第３実施形態と同じである。
さらに、このときには推力室２１へ高圧側の圧力が導かれないので移動部材２２は移動せず、上記制御隙間２０を小さくするように移動部材２２が移動しない点も、上記第３実施形態と同じである。

図１８，図１９に示す第５実施形態は、フランジ９をローター２の端部であって回転シャフト３と反対側に設けた回転ダンパである。ローター２に設けるフランジ９の位置が、上記第１実施形態とは異なるが、第１実施形態と同様の機能を有する構成要素には同じ名称と符号を用いている。
この第５実施形態では、フランジ９を備えたローター２を、隔壁７を形成したケーシング１内へ挿入するために、ケーシング１の底面側を開口させてローター２を挿入してから、開口をキャップ２６で塞ぐようにしている。

ケーシング１内のローター２は、キャップ２６側の端面に形成した凹部２ａにキャップ２６の凸部２６ａを挿入してローター２を支持し、回転シャフト３側に形成した凹部２ｅに回転シャフト３の凸部３ｅを挿入している。
また、上記回転シャフト３とローター２とは、上記第１実施形態と同様に凸部２ｂと凹部３ｃとを介して、両者が一体的に回転するように連結されている。
そして、回転シャフト３の大径部３ａをケーシング１の内壁に形成した段部１ｂに突き当てキャップ５で挟み込んで、回転シャフト３の軸方向の移動を規制しながら、回転シャフト３およびローター２を回転可能に支持している。
さらに、上記回転シャフト３と凹部２ｅとの間には、コイルばね４を介在させて、ローター２と回転シャフト３とを離す方向のばね力を作用させている。

この第５実施形態においても、上記フランジ９の羽根部６側には、羽根部６と上記隔壁７とで区画される圧力室間を連通させる制御隙間１１を形成し、反対側には推力室１３を形成している。また、ローター２の回転シャフト３側にも、羽根部６の端面が臨む、もう一方の制御隙間１２を形成している。
上記制御隙間１１，１２は、ローター２がコイルばね４のばね力に抗して移動したとき、同時に小さくなる隙間である。
また、この実施形態のフランジ９にも、ローター２が図１９に示す矢印ｘ方向のトルクが作用したとき、高圧側となる圧力室Ｂ，Ｄに対応する位置に貫通孔１０，１０を形成している。

この第５実施形態の回転ダンパも、図１９に示す矢印ｘ方向の回転トルクが回転シャフト３に作用したとき、フランジ９の一方の面９ａの圧力室側受圧面に、高圧側の圧力が作用し、他方の面９ｂ側の推力室側受圧面には、上記貫通孔１０を介して推力室１３に導かれた高圧側の圧力が作用する。
そこで、この第５実施形態も、上記ローター２が、フランジ９の両受圧面に作用する圧力と上記ばね力とに応じて軸方向に移動し、その位置によって制御隙間１１，１２の大きさを調整する。

つまり、この第５実施形態も、回転シャフト３に作用する回転トルクの大きさに応じて、ローター２が軸方に移動し、制御隙間１１，１２の大きさを調整する。その結果、回転トルクに応じた制動力を得られる。
また、ローター２が図１９の矢印ｙ方向へ回転するときには、図３（ｂ）に示す連通路ｐが連通し、ローター２の相対回転に制動力が付与されない点は、上記第１実施形態と同じである。
さらに、このときには、推力室１３へ高圧側の圧力が導かれないので、上記制御隙間１１，１２を小さくするようにローター２が移動しない点も、上記第１実施形態と同じである。
さらにまた、この第５実施形態においてローター２と回転シャフト３とを別部材としたことによるメリットも、上記第１実施形態と同じである。

図２０〜図２２に示す第６実施形態は、ローター２に回転シャフト３を一体的に形成したものである。
そして、回転シャフト３を、ケーシングに対して軸方向にも移動可能に支持した点は上記第５実施形態と異なるが、その他の構成は上記第５実施形態とほぼ同じである。そして、上記第５実施形態と同じ機能の構成要素には同じ名称と符号を用いている。
すなわち、この第６実施形態でも、ローター２に設けたフランジ９を回転シャフト３と反対側に位置させ、その両側に制御隙間１１と推力室１３とを形成している。

また、ローター２とキャップ５との間には、もう一方の制御隙間１２を形成している。
さらに、コイルばね４をローター２とキャップ５との間に介在させ、両者を離す方向、すなわち上記制御隙間１１，１２を大きくする方向のばね力を付与している。

この第６実施形態の回転ダンパも、図２２に示す矢印ｘ方向の回転トルクが回転シャフト３に作用したとき、フランジ９の一方の面９ａの圧力室側受圧面に、高圧側の圧力が作用し、他方の面９ｂ側の推力室側受圧面には、上記貫通孔１０を介して推力室１３に導かれた高圧側の圧力が作用する。
そこで、この第６実施形態も、上記ローター２が、フランジ９の両受圧面に作用する圧力と上記ばね力とに応じて軸方向に移動し、その位置によって制御隙間１１，１２の大きさを調整する。

つまり、この第６実施形態も、回転シャフト３に作用する回転トルクの大きさに応じて、ローター２が軸方に移動し、制御隙間１１，１２の大きさを調整する。その結果、回転トルクに応じた制動力を得られる。
また、ローター２が図２２の矢印ｙ方向へ回転するときには、上記他の実施形態と同様に、図３（ｂ）に示す連通路ｐが連通し、ローター２の相対回転に制動力が付与されない。
さらに、このときには、推力室１３へ高圧側の圧力が導かれないので、上記制御隙間１１，１２を小さくするようにローター２が移動しない点も、上記第５実施形態と同じである。
また、この第６実施形態では、ローター２に回転シャフト３を一体に設けることにより、別部材とした第５実施形態よりも部品点数を少なくできるというメリットがある。

上記第５、第６実施形態では、回転シャフト３と反対側にフランジ９を設けたので、回転シャフト３とローター２とをケーシング１の両端から別々に挿入する必要がある。そのため、ケーシング１の両端に、キャップ５，２６を設ける必要がある。その分、部品点数が増えてしまうが、上記キャップ２６の軸方向の固定位置を調整することによって、制御隙間の最大値、すなわち最小制動力の設定値を容易に変えられるというメリットもある。

また、上記第１，第２，第５，第６実施形態は、移動部材を設けずに、ローター２が軸方向へ移動して制御隙間の大きさを調整するようにしたものであるが、これらの実施形態では、ローター２と隔壁７との軸方向の相対移動を可能にするために、圧力室の両側に制御隙間が形成される。そこで、これらの実施形態では、ローター２が軸方向に移動したとき、その移動量分だけ２つの制御隙間それぞれの大きさが同時に変化することになる。
そのため、このように２つの制御隙間を同時に調整できれば、１つの制御隙間を移動部材の移動によって調節する場合と比べて、その調整範囲を大きくできるというメリットもある。

なお、上記第１〜第６実施形態では、制御隙間の大きさを、それが最大のときでも、上記連通路ｐ及び溝２ｃが遮断されていた場合には、ローター２の相対回転に制動力が作用する大きさにすることを前提として説明したが、制御隙間の大きさは、初期状態においては制動力を作用させない大きさに設定してもよい。
そして、ローター２が上記矢印ｙ方向に回転したときには、上記したように制御隙間は初期状態が維持されるので、初期状態の制御隙間の大きさを大きく設定しておけば、回転方向に応じて開閉する上記連通路ｐを形成しなくても、ローター２の回転に制動力が付与されないようにすることができる。

また、前記した羽根部６とその先端に設けたスペーサー８に形成した切り欠き６ａ，８ａを設けないで、即ち、羽根部６とスペーサー８とを一体に構成して、連通路ｐを作らない構成であっても良い。また、溝２ｃのない構成であっても良い。これら連通路ｐ、溝２ｃ等、制御隙間による連通路以外の通路を設けずに、上記制御隙間の大きさを初期状態においてもある程度の制動力が作用する大きさに設定すれば、ローター２が上記矢印ｙ方向に回転する際にも一定の制動力を付与することができる。

回転ダンパに取り付けて、回転を緩やかにしたい便座などを、重さの異なるものに交換しても、回転速度が変化しないので、便座などの交換が素人にもできるようになる。

１ケーシング
２ローター
３回転シャフト
４コイルばね
６羽根部
７隔壁
８スペーサー
９フランジ
９ａ，９ｂ面
９ａ’ 圧力室側受圧面
９ｂ’ 推力室側受圧面
１０貫通孔
１１，１２制御隙間
１３推力室
１６移動部材
１７フランジ部
１７ｂ，１７ｃ面
１９連通孔
２０制御隙間
２１推力室
２２移動部材
２３フランジ部
２３ａ，２３ｂ面
２５連通孔

Claims

筒状のケーシング内に、回転方向に負荷が作用したときに回転するローターを設け、このローターの外周に上記ケーシングの内壁に向かって形成した羽根部と、ケーシングの内周からローターに向かって突出させた隔壁とで上記ケーシング内に圧力室を形成し、この圧力室は、上記ローターの回転過程で、上記羽根部を境にした高圧側と低圧側とに区画される回転ダンパにおいて、上記ローターにおける上記羽根部の軸方向一端側に、ケーシングの内壁に接触するフランジを形成し、このフランジと上記隔壁端部との間及び上記羽根部の軸方向他端とその対向面との間に、上記圧力室の高圧側と低圧側とを連通させる一対の制御隙間を形成するとともに、上記フランジにおける羽根部と反対側の面を臨ませる推力室を設け、上記フランジには、上記圧力室の高圧側の圧力が作用する圧力室側受圧面と、上記圧力室側受圧面と対向する推力室側受圧面と設け、圧力室側受圧面の面積に対して推力室側受圧面の面積を大きくする一方、上記ローターに対して上記制御隙間を大きくする方向の勢力を付与するばね部材を備え、上記圧力室の高圧側に発生した圧力を上記フランジの両側に形成される圧力室側受圧面と推力室側受圧面とに作用させ、両受圧面の面積差に応じて上記ローターを上記ばね部材のばね力に抗して軸方向に移動させて上記一対の制御隙間を小さくする構成にし、上記ローターに作用する回転トルクによって発生する圧力室の高圧側の圧力で上記制御隙間の大きさを制御する構成にした回転ダンパ。
上記ローターには、ローターとは別部材からなる回転シャフトを設け、この回転シャフトはケーシングに対する軸方向の移動が規制される一方、ローターと一体回転する構成にした請求項１に記載の回転ダンパ。
上記ローターには回転シャフトを一体に設け、ローターと回転シャフトとが上記ケーシングに対して軸方向に一体的に移動する構成にした請求項１に記載の回転ダンパ。
筒状のケーシング内に、回転方向に負荷が作用したときに回転するローターを設け、このローターの外周に上記ケーシングの内壁に向かって形成した羽根部と、ケーシングの内周からローターに向かって突出させた隔壁とで上記ケーシング内に圧力室を形成し、この圧力室は、上記ローターの回転過程で、上記羽根部を境にした高圧側と低圧側とに区画される回転ダンパにおいて、上記ローターの一方の端面に対向し、軸方向に移動可能な移動体を設け、この移動体と上記ローターとの対向部間に上記圧力室の高圧側と低圧側とを連通させる制御隙間を形成するとともに、上記移動部材を挟んで上記制御隙間と反対側には推力室を設け、制御隙間側における上記移動部材の側面には上記圧力室の高圧側の圧力が作用する圧力室側受圧面を設け、さらに、推力室側における上記移動部材の側面を推力室側受圧面とし、上記圧力室側受圧面の面積に対して推力室側受圧面の面積を大きくする一方、上記ローターと移動部材との間に上記制御隙間を大きくする方向の勢力を付与するばね部材を介在させ、上記圧力室の高圧側に発生した圧力を上記圧力室側受圧面と推力室側受圧面とに作用させ、両受圧面の面積差に応じて上記移動部材を上記ばね部材のばね力に抗して軸方向に移動させて上記制御隙間を小さくする構成にし、上記ローターに作用する回転トルクによって発生する圧力室の高圧側の圧力で上記制御隙間の大きさを制御する構成にした回転ダンパ。