JP2013007414A

JP2013007414A - 回転ダンパ

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Publication number: JP2013007414A
Application number: JP2011139396A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Yoshida; 修一由田
Original assignee: Nifco Inc
Current assignee: Nifco Inc
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2013-01-10
Anticipated expiration: 2031-06-23
Also published as: CN102840264A; CN102840264B; JP5762170B2

Abstract

【課題】いずれの回転方向においてもロータの回転速度に応じて回転抵抗を変化させることができる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、一端が液室に回転可能に受容され、他端がダンパハウジングから突出したロータ３とを備えた回転ダンパ１であって、液室を画成するダンパハウジングの側周壁６の内周面１５には、液室に連通する凹部１６が形成され、凹部には、液室と凹部を区画すると共に、液室の圧力に応じて凹部内へと変位する可動板２１が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図３

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。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。このような回転ダンパにおいて、液室内に通路を備えた堰と、通路の開度を調整するフラップ（ブレード）とを設け、ロータが一の回転方向に回転する際には、ロータの回転に伴う粘性流体の流動によってフラップが第１の開度となるようにし、ロータが一の回転方向と相反する他の回転方向に回転する際には、ロータの回転に伴う粘性流体の逆方向への流動によってフラップが第２の開度となるようにして、ロータの回転抵抗を変化させるようにしたものがある（例えば、特許文献１）。

特開平７−１２７６８１号公報

以上のような回転ダンパは、ロータの回転方向に応じてロータの回転抵抗を変化させることができるものの、ロータの同一回転方向における回転抵抗を変化させることはできないという問題がある。また、液室内に堰及びフラップを設けることから、堰等によってロータの回転角が規制されるという問題がある。

本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであって、いずれの回転方向においてもロータの回転速度に応じて回転抵抗を変化させることができる回転ダンパ（速度応答型回転ダンパ）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、一端が前記液室に回転可能に受容され、他端が前記ダンパハウジングから突出したロータ（３）とを備えた回転ダンパ（１）であって、前記液室を画成する前記ダンパハウジングの内壁（６）には、前記液室に連通する凹部（１６、４１）が形成され、前記凹部には、前記液室と前記凹部を区画すると共に、前記液室の圧力に応じて前記凹部内へと変位する区画部材（２１、４２）が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、ロータが回転して液室内の圧力が上昇する場合には、区画部材が凹部内へと変位し、ロータと区画部材との間の隙間が大きくなる。これにより、ロータと区画部材との間の隙間を通って粘性流体が流れ易くなり、ロータが受ける回転抵抗が低下する。液室内の圧力はロータの回転速度が速いほど高くなるため、回転ダンパが発生する抵抗（減衰力）は、ロータの回転速度が速いほど小さくなる。また、凹部及び区画部材は、ロータの回転を阻害しないため、ロータは正負いずれの方向にも回転することができる。

本発明の他の側面は、前記凹部は、前記ロータの回転軸に対して径方向外方へと凹設されており、前記区画部材は前記ロータの回転軸の径方向に変位可能となっていることを特徴とする。

この構成によれば、ロータの回転による圧力上昇が発生し易い部分に凹部及び区画部材を設けることで、ロータの回転に応じて区画部材が変位し易くなる。

本発明の他の側面は、前記区画部材は、前記凹部内にスライド移動可能に設けられた板部材（２１）と、前記板部材を前記液室側へと付勢する付勢部材（２６）とを有することを特徴とする。

この構成によれば、簡単な構成で、液室内の圧力に応じてロータと板部材との間の隙間を変化させることができる。

本発明の他の側面は、前記区画部材は、前記凹部を閉塞するように前記内壁に結合された可撓性部材（４２）であることを特徴とする。

本発明の他の側面は、前記ダンパハウジングの内壁には、液室を区画する隔壁が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、隔壁が粘性流体の流動を阻害するため、ロータが回転する際に液室内の圧力が上昇しやすくなり、区画部材が変位しやすくなる。

以上の構成によれば、回転ダンパにおいて、いずれの回転方向においてもロータの回転抵抗を変化させることができる。

第１実施形態に係る回転ダンパの斜視図第１実施形態に係る回転ダンパの分解斜視図図１のIII−III断面図図３のIV−IV断面図ロータが回転する際の回転ダンパの状態を示す断面図第２実施形態に係る回転ダンパの断面図第２実施形態に係る回転ダンパの断面図変形実施形態に係る回転ダンパの断面図

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及び２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。

図２に示すように、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部８と、ハウジングベース部８の開口端を閉塞する円板状のハウジング蓋部９とから構成されている。ハウジングベース部８及びハウジング蓋部９は樹脂から形成されている。ハウジングベース部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、ハウジング蓋部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（図４参照）。ハウジングベース部８とハウジング蓋部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。ハウジングベース部８とハウジング蓋部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、ハウジングベース部８とハウジング蓋部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。

ハウジングベース部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。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部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。

側周壁６の内周面１５には、一の直径方向に沿って互いに相反する方向に凹設された２つの凹部１６が形成されている。凹部１６は、側周壁６の底板７と連続する部分から開口端へと延設されている。凹部１６は、円周面に形成されて凹部１６の底部をなす底壁１７と、底壁１７の周方向における両縁から一の直径方向と平行に延在し、側周壁６の内周面１５側へと延びる２つの側壁１８とを有している。各側壁１８の内端縁、すなわち側周壁６の内周面１５との境界部分のそれぞれには、周方向に沿って互いに近接する方向に突出した顎部１９が形成されている。また、各顎部１９は、各側壁１８の内端縁に沿って軸線方向に延設されている。

各凹部１６には、可動板２１が収容されている。可動板２１は、ハウジングベース部８の中心側を向く内面２２が凹面となり、凹部１６の底壁１７側を向く外面２３が凸面となるように、弧状に湾曲している。可動板２１の厚みは、凹部１６の側壁１８の幅よりも小さく、可動板２１は凹部１６内を軸線Ａの径方向に変位可能となっている。可動板２１の内面２２の両側縁部には、顎部１９が嵌合する切り欠き２４が形成されている。切り欠き２４に顎部１９が嵌合することによって、可動板２１は凹部１６からの抜け出しが規制される。また、図３に示すように、切り欠き２４に顎部１９が嵌合することによって、可動板２１の内面２２は、側周壁６の内周面１５と連続した曲面を形成する。

可動板２１の外面２３と、凹部１６の底壁１７との間には、付勢部材としての板ばね２６が介装されている。図３に示すように、可動板２１は、板ばね２６によって軸線Ａ側に付勢され、通常時においては、切り欠き２４が顎部１９に係合した状態となる。

ハウジングベース部８の底板７の中央部には、断面円形状の有底孔である軸受孔２７が形成されている。ハウジング蓋部９の中央部には断面円形状の貫通孔である軸受孔２８が形成されている。軸受孔２８の内端側は拡径されてＯリング収容部２９を形成している。

ロータ３は、軸線Ａを軸線として同軸に連続する円柱状のロータ軸外端部３１、ロータ軸中央部３２及びロータ軸内端部３３からなるロータ軸を備えている。ロータ軸外端部３１及びロータ軸内端部３３は、ロータ軸中央部３２よりも外径が小さく設定されている。ロータ軸内端部３３は、底板７の軸受孔２７に回転可能に支持される。ロータ軸外端部３１はハウジング蓋部９の軸受孔２８を通過してハウジング２の外部に突出すると共に、軸受孔２８に回転可能に支持される。これにより、ロータ３は、ハウジング２に対して軸線Ａ回りの正及び負方向の双方向に回転可能に支持される。

ロータ軸外端部３１の基端部の外周面には、Ｏリング３５が嵌め付けられる。Ｏリング３５は、ロータ軸外端部３１に嵌め付けられた状態で、ハウジング蓋部９のＯリング収容部２９内に配置され、ロータ軸外端部３１とＯリング収容部２９との隙間をシールする。これにより、液室１０に充填された粘性流体が軸受孔２８を通過して外部に漏出することが防止される。ロータ軸外端部３１の先端部は、相反する側部が切欠されて扁平形状となっている。扁平形状に形成されたロータ軸外端部３１は、入力軸として機能し、回転力を減衰すべきギヤ等に回転不能に連結される。

ロータ軸中央部３２の外周面には、２つのベーン３４が軸線Ａ回りに１８０°の間隔をおいて突設されている。ベーン３４は、略直方体状をなし、軸線Ａに沿って延設されている。各ベーン３４は、径方向においてハウジングベース部８の内周面１５との隙間が小さくなるように径方向における突出長さが設定されていることが好ましい。また、各ベーン３４は、軸線方向においてハウジングベース部８の底板７の内面との隙間が小さくなるように軸線方向における長さが設定されていることが好ましい。

以上のように構成した回転ダンパ１は、ロータ３が回転する際に、ベーン３４とハウジング２の内周面１５及び可動板２１の内面２２との間に形成される微小な通路に粘性流体が流れる。その際の粘性流体の流動抵抗によって、ロータ３には回転抵抗が加わる。すなわち、回転ダンパ１は、ロータ３の回転に対して抵抗力（減衰力）を発生する。このとき、ロータ３の回転速度が速いほど、液室１０内の粘性流体の圧力が高くなり、図５に示すように、液室１０内の圧力に応じて可動板２１が板ばね２６の付勢力に抗して径方向外方、すなわち凹部１６の内方へと変位する。これにより、ベーン３４が径方向において可動板２１と対向する位置を通過する際の、ベーン３４と可動板２１との間の通路が大きくなり、ベーン３４と可動板２１との間を粘性流体が流れ易くなり、ロータ３に加わる回転抵抗が低下する。換言すると、ロータ３の回転速度が速く、液室１０の圧力が高くなる場合には、可動板２１が凹部１６内へと変位し、凹部１６によるバイパス通路が形成され、粘性流体はバイパス通路を通過し、ロータ３に加わる回転抵抗が低下する。

一方、ロータ３の回転速度が遅く、液室１０の圧力が低い場合には、板ばね２６の付勢力によって可動板２１の凹部１６内へと変位が阻止されるため、ベーン３４と可動板２１との間の通路は比較的小さく維持され、ロータ３には粘性流体の流動抵抗が大きく加わる。

回転ダンパ１は、内周面１５に凹部１６を凹設し、凹部１６内に可動板２１を配置したため、可動板２１がロータ３に接触することがなく、ロータ３は正逆いずれの回転方向にも回転することができる。また、ロータ３がいずれの回転方向に回転する場合にでも、液室１０の圧力に応じて可動板２１が変位するため、ロータ３の速度に応じてロータ３に加わる回転抵抗が変化する。

第２実施形態に係る回転ダンパ１００は、第１実施形態に係る回転ダンパ１と比べて、ハウジングベース部８の内周面１５に形成される凹部４１の形状と、凹部４１と液室１０とを区画する区画部材の構成とが異なる。

図６及び７に示すように、ハウジングベース部８の内周面１５には、一の直径方向に沿って互いに相反する方向に凹設された２つの凹部４１が形成されている。凹部４１は、軸線方向において側周壁６の底板７と連続する部分及び開口端と所定の距離をおいて配置されている。すなわち、凹部４１は、円周面に形成されて凹部４１の底部をなす底壁４２と、底壁４２の周方向における両縁、上縁及び下縁から一の直径方向と平行に延在し、側周壁６の内周面１５側へと延びる２つの側壁４３、上壁４４及び下壁４５とを有し、径方向内方に開口している。凹部４１の周囲には、凹部１６を囲むように、内周面１５から径方向外方へと段違いに凹設された縁溝４６が形成されている。

縁溝４６には、凹部４１を閉塞する隔膜４７の周縁部が接着剤によって接着され、凹部４１は隔膜４７によって液密に封止されている。隔膜４７は、可撓性を有する膜状部材であり、ゴム膜であってよい。凹部４１内には、圧縮性流体である空気が封入されている。隔膜４７は縁溝４６に結合されているため、内周面１５よりも径方向内側に突出することがなく、ベーン３４との接触が避けられる。

以上のように構成した回転ダンパ１００は、ロータ３の回転速度に応じた液室１０の圧力によって、隔膜４７が凹部４１内へと変位し（図６及び７中の破線）、ベーン３４と隔膜４７との間に形成される通路の大きさが変化する。すなわち、回転ダンパ１と同様に、回転ダンパ１００は、ロータ３の回転速度に応じて発生する抵抗力（減衰力）を変化させることができる。

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。上記の実施形態では、凹部１６、４１を側周壁６に設けたが、他の実施形態では底板７に設けてもよい。回転ダンパ１では、板ばね２６に代えて、コイルばねやゴム等の弾性部材を用いてもよい。

また、図８に示すように、第１実施形態に係る回転ダンパ１において、ハウジングベース部８の側周壁６の内周面１５に、ロータ軸中央部３２側（軸線Ａ側）に向けて延出する隔壁５１を設けてもよい。隔壁５１は、底板７に連続してもよい。隔壁５１を設けることによって、ロータ３が回転する際の粘性流体の流動が阻害される。そのため、ロータ３が回転する際には、液室１０内の圧力が上昇し易くなり、可動板２１がより変位しやすくなる。これにより、可動板２１の変位による回転抵抗の変化をより大きくすることができる。なお、隔壁５１は、同様に、第２実施形態に係る回転ダンパ１００に設けてもよい。

１、１００…回転ダンパ、２…ハウジング、３…ロータ、１０…液室、１５…内周面、１６…凹部、２１…可動板（区画部材）、３４…ベーン、３５…Ｏリング、４１…凹部、４７…隔膜（区画部材）、５１…隔壁、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、一端が前記液室に回転可能に受容され、他端が前記ダンパハウジングから突出したロータとを備えた回転ダンパであって、
前記液室を画成する前記ダンパハウジングの内壁には、前記液室に連通する凹部が形成され、
前記凹部には、前記液室と前記凹部を区画すると共に、前記液室の圧力に応じて前記凹部内へと変位する区画部材が設けられていることを特徴とする回転ダンパ。
前記凹部は、前記ロータの回転軸に対して径方向外方へと凹設されており、前記区画部材は前記ロータの回転軸の径方向に変位可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の回転ダンパ。
前記区画部材は、前記凹部内にスライド移動可能に設けられた板部材と、前記板部材を前記液室側へと付勢する付勢部材とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転ダンパ。
前記区画部材は、前記凹部を閉塞するように前記内壁に結合された可撓性部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転ダンパ。
前記ダンパハウジングの内壁には、液室を区画する隔壁が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の回転ダンパ。