JP2013002539A

JP2013002539A - 回転ダンパ

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Publication number: JP2013002539A
Application number: JP2011133596A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Seto; 康彦瀬戸
Original assignee: Nifco Inc
Current assignee: Nifco Inc
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2013-01-07
Also published as: CN102829123A

Abstract

【課題】抵抗力を所期の値に一定させることが容易な回転ダンパを提供する。
【解決手段】粘性流体が封入された液室１０を有するダンパハウジング２と、内端２４が液室内に回転可能に受容される一方、外端２５がダンパハウジングから突出したロータ軸２１及びロータ軸の液室内に配置された部分に設けられたベーン２２を備えたロータ３とを有する回転ダンパ１であって、ベーンには、筒状に形成された可撓性の可撓性部材４０が、ロータ軸の径方向から被せられ、可撓性部材のロータ軸の径方向における外端部が、ダンパハウジングの内面１６に摺接することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、粘性流体が封入されたハウジング内にロータを回転可能に支持し、ロータの回転に対して粘性流体の流動抵抗を作用させるようにした回転ダンパに関する。

粘性流体が封入された液室を有する円筒状のハウジングと、ハウジングに回転可能に支持されたロータとを有し、粘性流体の抵抗によってロータの回転を減衰するようにした回転ダンパが公知となっている。ロータは、一端が液室内に受容される一方、他端がハウジングの外部に突出したロータ軸と、ロータ軸の液室内に位置する部分の外周面から径方向外方に突出したベーン（ロータ翼）とを備えている（例えば、特許文献１）。ロータ軸の他端（外端）は、回転を減衰すべき回転部材（ギヤ等）に連結される。ロータが回転する際には、ベーンとハウジング内壁との間に形成される通路を粘性流体が通過し、このときの粘性流体の流動抵抗がロータに回転抵抗として作用する。

特開２００３−２４７５８３号公報

以上のような回転ダンパが発生する抵抗力は、ベーンとハウジング内壁との間に形成される通路の断面積によって変化する。そのため、ロータとハウジングの寸法精度が、回転ダンパが発生する抵抗力に影響する。しかしながら、ロータ及びハウジングには樹脂の成形品等が適用されることがあり、高精度に形成することが困難である場合がある。そのため、回転ダンパが発生する抵抗力を所期の値に一定させることが困難であった。

本発明は、以上の背景を鑑みてなされたものであって、抵抗力を所期の値に一定させることが容易な回転ダンパを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、粘性流体が封入された液室（１０）を有するダンパハウジング（２）と、内端（２４）が前記液室内に回転可能に受容される一方、外端（２５）が前記ダンパハウジングから突出したロータ軸（２１）及び前記ロータ軸の前記液室内に配置された部分に設けられたベーン（２２）を備えたロータ（３）とを有する回転ダンパ（１）であって、前記ベーンには、筒状に形成された可撓性の可撓性部材（４０）が、前記ロータ軸の径方向から被せられ、前記可撓性部材の前記ロータ軸の径方向における外端部が、前記ダンパハウジングの内面（１６）に摺接することを特徴とする。

この構成によれば、ベーンに設けられた可撓性部材がダンパハウジングの内面に接触し、ロータが回転する際に可撓性部材が撓んで粘性流体が流れる通路が形成される。そのため、粘性流体が流れる通路の大きさを製品間において概ね一定にすることができる。すなわち、ダンパハウジングやロータに寸法誤差が生じていても、可撓性部材がそれらの誤差を吸収して粘性流体が流れる通路の大きさを一定にする。

本発明の他の側面は、前記ベーンは、前記ロータの一の回転方向を向く正面部（３３）と、前記一の回転方向と相反する他の回転方向を向く背面部（３４）と有し、前記可撓性部材は、前記正面部側に配置された部分（４１）の外端部（４５）が前記ダンパハウジングの内面に摺接する一方、前記背面部側に配置された部分の外端部が前記ダンパハウジングの内面から離間し、前記ベーンの前記背面部の前記可撓性部材に覆われていない第１部分と、前記ベーンの前記正面の前記可撓性部材に覆われた第２部分とを連通する液路（３５）が前記ベーンに形成され、前記第１部分から前記液路を介して前記第２部分に前記粘性流体が供給された際に、前記粘性流体によって前記可撓性部材の前記正面部側に配置された部分が前記正面部から離間する方向に変形し、前記可撓性部材の前記正面部側に配置された部分の外端部が前記ロータ軸の径方向内方に変位し、前記ダンパハウジングの内面から離間することを特徴とする。

この構成によれば、ロータの回転方向に応じて、回転ダンパが発生する抵抗力が変化する。

本発明の他の側面は、前記可撓性部材は、前記正面部側に配置された部分が前記背面部側に配置された部分よりも、前記ロータ軸の径方向における幅が大きいことを特徴とする。

この構成によれば、可撓性部材が、正面部側に配置された部分の外端部においてダンパハウジングの内面に摺接する一方、背面部側に配置された部分の外端部においてダンパハウジングの内面から離間する。

本発明の他の側面は、前記可撓性部材の前記正面部側に配置された部分の前記ロータ軸の径方向における内端部は前記ベーン又は前記ロータ軸に結合されていることを特徴とする。

この構成によれば、第２部分への粘性流体の供給に応じて、可撓性部材の正面部側に配置された部分の外端部がロータ軸の径方向内方に変位する。

本発明の他の側面は、前記ベーンは、前記ロータの一の回転方向を向く正面部（３３）と、前記一の回転方向と相反する他の回転方向を向く背面部（３４）と有し、前記可撓性部材は、前記正面部側に配置された部分（４１）及び前記背面部側に配置された部分（４２）の少なくとも一方が前記ダンパハウジングの内面に摺接し、前記ベーンの前記背面部の前記可撓性部材に覆われていない第１部分と、前記ベーンの前記正面部の前記可撓性部材に覆われた第２部分とを連通する液路（３５）が前記ベーンに形成され、前記可撓性部材の前記第２部分に対応する部分には、スリット（７２）によって切り出されたフラップ（７１）が形成され、前記フラップは、前記ロータが前記一の回転方向に回転する場合に、前記粘性流体に押圧されて前記ベーンの前記第２部分に当接して前記液路を閉塞する一方、前記ロータが前記他の回転方向に回転する場合に、前記第１部分から前記液路を介して前記第２部分に供給される前記粘性流体に押圧されて前記液路を開くことを特徴とする。

以上の構成によれば、抵抗力を所期の値に一定させることが容易な回転ダンパを提供することができる。

第１実施形態に係る回転ダンパの分解斜視図第１実施形態に係る回転ダンパの断面図図２のIII−III断面図第１実施形態に係る回転ダンパの正転時の形態を示す要部拡大断面図第１実施形態に係る回転ダンパの負転時の形態を示す要部拡大断面図第２実施形態に係る可撓性部材の斜視図第２実施形態に係る回転ダンパの正転時の形態を示す要部拡大断面図第２実施形態に係る回転ダンパの負転時の形態を示す要部拡大断面図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１〜３に示すように、第１実施形態に係る回転ダンパ１は、円筒形状のハウジング２と、ハウジング２内に一部が受容されたロータ３とを備えている。ハウジング２及びロータ３の軸線は、それぞれ同軸上に配置されており、回転ダンパ１の回転軸となる軸線Ａと一致する。以下、軸線Ａに沿った方向を軸線方向という。

ハウジング２は、円筒状の側周壁６の軸線方向における一端が底板７によって閉塞される一方、他端が開口した有底円筒形状のハウジングベース８と、ハウジングベース８の開口端を閉塞する円板状のハウジング蓋９とから構成されている。ハウジングベース８及びハウジング蓋９は樹脂から形成されている。ハウジングベース８の側周壁６の開口端には、軸線方向に突出した嵌合凸部１２が全周にわたって延設されており、ハウジング蓋９の周縁部には嵌合凸部１２が嵌合可能な嵌合溝１３が円環状に凹設されている。ハウジングベース８とハウジング蓋９とは、嵌合凸部１２が嵌合溝１３に嵌合した状態で、振動溶着によって互いに接合される。これにより、ハウジング２の内部に液室１０が画成される。ハウジングベース８とハウジング蓋９との結合は、振動溶着に限らず、接着剤を使用する等、公知の手法を代替してもよい。なお、ハウジングベース８とハウジング蓋９との接合は、後述するロータ３を内部に受容し、シリコーンオイル等の粘性流体が充填された後に行われる。

ハウジングベース８の底板７の外面には、軸線方向に突出するキー１４が直径方向に延設されている（図３参照）。キー１４は、回転ダンパ１が組み込まれる扉等の装置に対して軸線Ａ回りに回転不能にハウジングベース８を結合する。なお、キー１４に代えて、ボルト締結に使用されるフランジを底板７の周縁部に突設してもよい。

ロータ３は、樹脂を成形したものであり、円柱状のロータ軸２１と、ロータ軸２１に突設された２つのベーン２２とを有している。ロータ軸２１の一端である内端２４は、外形が段違いに縮径されており、他端である外端２５は、端面との角部が切除されて扁平形状のキーを形成している。ロータ軸２１の内端２４は、ハウジングベース８の底板７の中央部に形成された断面円形状の有底孔である軸受孔２７に軸線Ａ回りに回転可能に嵌合している。ロータ軸２１の外端２５は、ハウジング蓋９の中央部に形成された断面円形状の貫通孔である軸受孔２８に軸線Ａ回りに回転可能に支持されると共に、その先端はハウジング蓋９の外方に突出している。このようにして、ロータ軸２１は、ハウジング２に対して回転可能に支持されている。ロータ軸２１の外端２５には、回転を減衰すべきギヤ等の回転部材が回転不能に結合される。

図３に示すように、ハウジング蓋９の軸受孔２８の内端側には、段違いに拡径された孔であるＯリング収容部２９が形成されている。ロータ軸２１のＯリング収容部２９に対応する部分の外周面には、Ｏリング３１が嵌め付けられており、Ｏリング収容部２９とロータ軸２１との間がシールされている。

２つのベーン２２は、軸線Ａを回転中心とした１８０°回転対称位置に設けられている。各ベーン２２は、略四角形の板状に形成され、ロータ軸２１の径方向に延在すると共に、軸線Ａ方向に延在している。各ベーン２２は、主面となる正面３３と背面３４とを有している。正面３３は軸線Ａ回りの正転方向（図２中で時計回り）を向き、背面３４は軸線Ａ回りの負転方向（図２中で反時計回り）を向く。図１及び２に示すように、各ベーン２２には、正面３３と背面３４とを連通する液路３５が形成されている。液路３５は、背面３４の軸線Ａの径方向における中心側部分から、正面３３の軸線Ａの径方向における中間部分へと延在している。液路３５は、図２に示すようにクランクを有してもよいし、滑らかに湾曲しつつ延在していてもよいし、直線状に延在していてもよい。液路３５の正面３３側の端部を正面側開口端３６とし、液路３５の背面３４側の端部を背面側開口端３７とする。

各ベーン２２には、両端が開口した筒形の可撓性部材４０が被せられる。可撓性部材４０は、断面が四角形に形成されている。可撓性部材４０は、例えばゴムやシリコーン樹脂から形成されている。図１に示すように、可撓性部材４０は、軸線Ａの径方向から各ベーン２２に被せられる。可撓性部材４０は、その内面がベーン２２の正面３３、背面３４、上面及び下面に密着するように寸法が設定されている。

可撓性部材４０のベーン２２の正面３３に対応する側部を正面側側部４１、ベーン２２の背面３４に対応する側部を背面側側部４２とすると、正面側側部４１のベーン２２の突出方向における幅Ｗ１は、背面側側部４２のベーン２２の突出方向における幅Ｗ２よりも大きくなっている。そのため、図２に示すように、可撓性部材４０がベーン２２に被せられた状態で、正面側側部４１はベーン２２よりもハウジングベース８の側周壁６側に突出して、側縁部４５が側周壁６の内周面１６に接触する。このとき、可撓性部材４０は、側縁部４５が撓みつつ、内周面１６に接触している。これにより、ベーン２２及び可撓性部材４０に寸法誤差があっても、可撓性部材４０の側縁部４５は内周面１６に確実に接触することができる。ロータ３がハウジング２に対して回転する際には、正面側側部４１の側縁部４５は側周壁６の内周面１６上を摺動する。一方、背面側側部４２は側周壁６の内周面１６と接触しないようになっている。

図３に示すように、本実施形態では、可撓性部材４０の軸線Ａ方向における両縁部（図中の上縁部および下縁部）は、ハウジング蓋９又は底板７と所定の空隙をおいて対向している。なお、他の実施形態では、可撓性部材４０の軸線Ａ方向における両縁部がハウジング蓋９又は底板７に摺接するようにしてもよい。

正面側側部４１のロータ軸２１側の端縁は、接着剤４６によってロータ軸２１に結合されている。なお、他の実施形態では、正面側側部４１のロータ軸２１側の端縁は、ベーン２２に接着されていてもよい。他の実施形態では、接着剤４６に代えて、他の結合手段を用いてもよい。例えば、可撓性部材４０のサイズを小さくし、可撓性部材４０とベーン２２とがより密着するようにして正面側側部４１のロータ軸２１側の端縁をベーン２２に対して変位不能としてもよい。

図２に示すように、ベーン２２に可撓性部材４０が被せられた状態で、可撓性部材４０の正面側側部４１は液路３５の正面側開口端３６を覆っている。一方、可撓性部材４０の背面側側部４２は、液路３５の背面側開口端３７を覆わないように配置されている。

図４及び５を参照して、以上に説明した回転ダンパ１の作用及び効果について説明する。図４に示すように、ロータ３がハウジング２に対して正転（図中の矢印５１の方向に回転）するとき、粘性流体による抵抗力（圧力）はベーン２２及び可撓性部材４０の正面側に加わる。そのため、正面側側部４１はベーン２２の正面３３に押し付けられ、液路３５の正面側開口端３６を閉塞する。そのため、ロータ３が正転する際には、粘性流体は可撓性部材４０の側縁部４５を撓ませて側周壁６の内周面１６との間に微小な通路を形成しつつ流れる。そのため、ロータ３に加わる回転抵抗力、すなわち回転ダンパ１が発生する抵抗力は比較的大きくなる。

一方、図５に示すように、ロータ３がハウジング２に対して負転（図中の矢印５２の方向に回転）するとき、粘性流体による抵抗力はベーン２２及び可撓性部材４０の背面側に加わる。そのため、粘性流体の圧力が、背面側開口端３７から液路３５を介して正面側開口端３６に供給される。可撓性部材４０の正面側側部４１は、粘性流体の圧力を受け、ベーン２２の正面３３との間に空間を形成するように変形する。このとき、正面側側部４１のロータ軸２１側の端縁が接着剤４６に固定されているため、正面側側部４１の変形に伴って、正面側側部４１の側縁部４５が側周壁６の内周面１６から離間する方向に変位し、内周面１６との間に通路４８を形成する。以上より、ロータ３が負転する際には、粘性流体は通路４８を通過して流れる。そのため、負転時にロータ３に加わる回転抵抗力、すなわち回転ダンパ１が発生する抵抗力は正転時に比べて小さくなる。

以上に説明したように、回転ダンパ１は、ベーン２２に取り付けられた可撓性部材４０が撓みつつ、側周壁６の内周面１６に摺接するため、ベーン２２及びハウジングベース８に多少の寸法誤差が生じていても粘性流体の流路が所期の大きさに維持され、回転ダンパ１が発生する抵抗力が所期の大きさとなる。また、ロータ３の回転方向に応じて可撓性部材４０が内周面１６との間に通路４８を形成するようにしたため、回転ダンパ１はロータ３の回転方向に応じて発生する抵抗力を変化させることができる。

次に第２実施形態にかかる回転ダンパ７０について説明する。回転ダンパ７０は、第１実施形態の回転ダンパ１と比べて、可撓性部材４０にフラップ７１を有する点で異なる。回転ダンパ７０において、回転ダンパ１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、可撓性部材４０は、正面側側部４１の中央部にコ字状のスリット７２によって切り出された片持ち片状のフラップ７１を有している。フラップ７１は、可撓性を有し、正面側側部４１と同一平面状に延在する状態と、正面側側部４１に対して突出した状態との間で変位可能となっている。可撓性部材４０は、第１実施形態に係る回転ダンパ１と同様にベーン２２に取り付けられる。

図７及び８を参照して、第２実施形態に係る回転ダンパ７０の作用及び効果について説明する。図７に示すように、ロータ３がハウジング２に対して正転（図中の矢印５１の方向に回転）するとき、フラップ７１はベーン２２の正面３３に押し付けられ、液路３５の正面側開口端３６を閉塞する。そのため、ロータ３が回転する際には、粘性流体は可撓性部材４０の側縁部４５を撓ませて側周壁６の内周面１６との間に微小な通路を形成しつつ流れる。そのため、ロータ３に加わる回転抵抗力、すなわち回転ダンパ１が発生する抵抗力は比較的大きくなる。

図８に示すように、ロータ３がハウジング２に対して負転（図中の矢印５２の方向に回転）するときには、粘性流体の圧力が背面側開口端３７から液路３５を通過して正面側開口端３６に供給され、フラップ７１がベーン２２の正面３３から離間し、正面側開口端３６が開かれる。そのため、ロータ３が負転する際には、粘性流体は液路３５を介して流れる。これにより、負転時にロータ３に加わる回転抵抗力、すなわち回転ダンパ７０が発生する抵抗力は正転時に比べて小さくなる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記の第１及び第２実施形態に係る回転ダンパ１、７０では、液路３５を設けて回転方向に応じて抵抗力を変化させるようにしたが、回転方向に応じて抵抗力を変化させる必要がない場合には液路３５を省略してもよい。また、回転ダンパ７０や液路３５を省略した回転ダンパの場合には、背面側側部４２においても内周面１６に摺接するようにしてもよい。また、この場合には正面側側部４１の幅Ｗ１と背面側側部４２の幅Ｗ２とを同じにしてもよい。本実施形態では、ベーン２２の形状を四角形の板状（四角柱状）としたため、可撓性部材４０を断面が四角形の筒状としたが、ベーン２２が円柱状等の他の形状である場合には、可撓性部材４０をベーン２２の形状に合わせて円筒状等の他の形状にしてもよい。また、第２実施形態の可撓性部材４０は、一端が閉塞された有底筒状にしてもよい。

１、７０…回転ダンパ、２…ハウジング、３…ロータ、６…側周壁、８…ハウジングベース、１０…液室、１６…内周面、２１…ロータ軸、２２…ベーン、２４…内端、２５…外端、３３…正面、３４…背面、３５…液路、３６…正面側開口端、３７…背面側開口端、４０…可撓性部材、４１…正面側側部、４２…背面側側部、４５…側縁部、４６…接着剤、４８…通路、７１…フラップ、７２…スリット、Ａ…軸線

Claims

粘性流体が封入された液室を有するダンパハウジングと、内端が前記液室内に回転可能に受容される一方、外端が前記ダンパハウジングから突出したロータ軸及び前記ロータ軸の前記液室内に配置された部分に設けられたベーンを備えたロータとを有する回転ダンパであって、
前記ベーンには、筒状に形成された可撓性部材が、前記ロータ軸の径方向から被せられ、
前記可撓性部材の前記ロータ軸の径方向における外端部が、前記ダンパハウジングの内面に摺接することを特徴とする回転ダンパ。
前記ベーンは、前記ロータの一の回転方向を向く正面部と、前記一の回転方向と相反する他の回転方向を向く背面部と有し、
前記可撓性部材は、前記正面部側に配置された部分の外端部が前記ダンパハウジングの内面に摺接する一方、前記背面部側に配置された部分の外端部が前記ダンパハウジングの内面から離間し、
前記ベーンの前記背面部の前記可撓性部材に覆われていない第１部分と、前記ベーンの前記正面の前記可撓性部材に覆われた第２部分とを連通する液路が前記ベーンに形成され、
前記第１部分から前記液路を介して前記第２部分に前記粘性流体が供給された際に、前記粘性流体によって前記可撓性部材の前記正面部側に配置された部分が前記正面部から離間する方向に変形し、前記可撓性部材の前記正面部側に配置された部分の外端部が前記ロータ軸の径方向内方に変位し、前記ダンパハウジングの内面から離間することを特徴とする請求項１に記載の回転ダンパ。
前記可撓性部材は、前記正面部側に配置された部分が前記背面部側に配置された部分よりも、前記ロータ軸の径方向における幅が大きいことを特徴とする請求項２に記載の回転ダンパ。
前記可撓性部材の前記正面部側に配置された部分の前記ロータ軸の径方向における内端部は前記ベーン又は前記ロータ軸に結合されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の回転ダンパ。
前記ベーンは、前記ロータの一の回転方向を向く正面部と、前記一の回転方向と相反する他の回転方向を向く背面部と有し、
前記可撓性部材は、前記正面部側に配置された部分及び前記背面部側に配置された部分の少なくとも一方が前記ダンパハウジングの内面に摺接し、
前記ベーンの前記背面部の前記可撓性部材に覆われていない第１部分と、前記ベーンの前記正面部の前記可撓性部材に覆われた第２部分とを連通する液路が前記ベーンに形成され、
前記可撓性部材の前記第２部分に対応する部分には、スリットによって切り出されたフラップが形成され、
前記フラップは、前記ロータが前記一の回転方向に回転する場合に、前記粘性流体に押圧されて前記ベーンの前記第２部分に当接して前記液路を閉塞する一方、前記ロータが前記他の回転方向に回転する場合に、前記第１部分から前記液路を介して前記第２部分に供給される前記粘性流体に押圧されて前記液路を開くことを特徴とする請求項１に記載の回転ダンパ。