JP2019127956A - ロータリーダンパー - Google Patents

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禎彦 竹田
Sadahiko Takeda
禎彦 竹田
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Kumi Kasei Co Ltd
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【課題】安定的な回動トルクが得られ、かつ製造が容易であり、しかも耐久性に優れたロータリーダンパーを提供する。【解決手段】ロータリーダンパー10は、第1構造体と第2構造体との間に介在する。ロータリーダンパー10は、第1対向面16aを有し、前記第1構造体と連動する第1回動部材1と、第1対向面16aに対向する第2対向面2aを有し、前記第2構造体と連動する第2回動部材2と、第2回動部材2を第1回動部材1に近づく方向に付勢する付勢部材3と、を備える。第1回動部材1と第2回動部材2とは、中心軸C1の方向に並んで配置されての中心軸C1周り方向に相対的に回動可能である。第1回動部材1と第2回動部材2との中心軸C1の方向の相対的な位置は、前記回動による互いの当接位置に応じて変化する。【選択図】図1

Description

本発明は、ロータリーダンパーに関する。
ロータリーダンパーは、相対的に回動する2つの部材の間に介在させることによって、その2つの部材の回動の際に制動トルクを与える。ロータリーダンパーは、例えば、回動部材と、この回動部材を収容するケーシングとを備える。ケーシング内にはシリコンオイル等の粘性流体が充てんされる。回動部材が回動する際には、粘性流体の抵抗によって制動トルクが生じるため、回動部材の回動速度が抑制される(例えば、特許文献1を参照)。
特開2011−190917号公報
しかしながら、前記ロータリーダンパーは、粘性流体の粘度等の特性が使用環境の温度等により変化するため、回動トルクが安定しない可能性があった。また、前記ロータリーダンパーは、粘性流体の漏出を防ぐためにケーシングにシール構造(シール材など)が必要となる。そのため、構造が複雑であり、製造の容易さの点で改善が求められていた。また、ケーシングおよびシール構造は、経年劣化すると粘性流体の漏出防止の機能が低下することがあった。
本発明の一態様は、安定的な回動トルクが得られ、かつ製造が容易であり、しかも耐久性に優れたロータリーダンパーを提供することを目的の一つとする。
本発明の一態様は、第1構造体と第2構造体との間に介在するロータリーダンパーであって、第1対向面を有し、前記第1構造体と連動する第1回動部材と、前記第1対向面に対向する第2対向面を有し、前記第2構造体と連動する第2回動部材と、前記第2回動部材を前記第1回動部材に近づく方向に付勢する付勢部材と、を備え、前記第1回動部材と前記第2回動部材とは、軸の方向に並んで配置されて前記軸の周り方向に相対的に回動可能であり、前記第1回動部材と前記第2回動部材との前記軸の方向の相対的な位置は、前記回動による互いの当接位置に応じて変化する、ロータリーダンパーを提供する。
前記第1対向面および前記第2対向面は、少なくとも一部が前記軸の方向に垂直な面に対して傾斜する傾斜面であることが好ましい。
前記ロータリーダンパーは、前記第1回動部材、第2回動部材および付勢部材を保持するケーシングをさらに備え、前記付勢部材は、前記ケーシングに反力をとって前記第2回動部材を付勢することが好ましい。
前記第1対向面と前記第2対向面のうち一方には、他方に当接する当接凸部が形成されていることが好ましい。
前記付勢部材は、中心軸が前記軸の方向に沿うコイルスプリングであることが好ましい。
本発明の一態様によれば、第1回動部材に対する第2回動部材の軸の方向の位置は、第1回動部材に対する当接位置に応じて変化する。そのため、第1構造体に対して第2構造体を回動させる際に、付勢部材の弾性的な反発力により制動トルクを生じさせることができる。よって、第1構造体に対する第2構造体の回動速度を抑制し、動作の安定性および安全性を高めることができる。
本発明の一態様は、粘性流体を用いないためシール構造が不要であることから、構造が簡略であり、製造が容易となる。また、使用環境(温度等)によって変動する要因が少ないため、回動トルクを安定させることができる。さらに、経年劣化しやすい構成要素(シール材等)が少ないため、耐久性にも優れている。
実施形態に係るロータリーダンパーの一部断面状態の斜視図である。 図1のロータリーダンパーの一部断面状態の斜視図である。 図1のロータリーダンパーの一部断面図である。 図1のロータリーダンパーを用いた回動装置を示す斜視図である。 図4の回動装置の一部を示す分解斜視図である。
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
図1および図2は、実施形態に係るロータリーダンパー10の一部断面状態の斜視図である。図3は、ロータリーダンパー10の一部断面図である。以下の説明において、前方とは図1における矢印Fの方向であり、第1回動部材1の中心軸C1に沿う方向のうち一方である。後方とは図1における矢印Rの方向であり、前方Fの反対の方向である。
図1に示すように、ロータリーダンパー10は、第1回動部材1と、第2回動部材2と、付勢部材3と、ケーシング4とを備える。
第1回動部材1は、本体部11と、当接凸部12と、環状凸部13と、係止凸部14とを備える。第1回動部材1は、第2回動部材2、付勢部材3およびケーシング4に対して、中心軸C1の周り方向(図1に示すR1方向)(軸の周り方向)に、相対的に回動可能である。
本体部11は、端板15と、筒部16とを備える。端板15は、中心軸C1に対して垂直な円板状に形成されている。端板15の中央には、回動軸部5が挿通する挿通孔(図示略)が形成されている。この挿通孔は、例えば、中心軸C1と平行に見て円形状である。
筒部16は、端板15の周縁から後方Rに延出する。筒部16は、中心軸C1を有する円筒状に形成されている。
筒部16の後端面は、第1対向面16aである。第1対向面16aは、中心軸C1に垂直な面(例えば図3に示す垂直面S1)に対して傾斜した平面である。中心軸C1に垂直な面に対する第1対向面16aの最大傾斜線の傾斜角度(例えば図3に示す角度θ1)は、0°を越え、90°未満(例えば10〜45°)である。この最大傾斜線は、例えば、第1対向面16aの周縁のうち最前方の点と、第1対向面16aの中心とを結ぶ線である。図3に示すL1は、第1対向面16aの前後方向の距離である。
図2に示すように、当接凸部12は、筒部16の第1対向面16aに、後方に突出して形成されている。当接凸部12は、例えば基部12aと、先端凸部12bとを備える。基部12aは、中心軸C1方向と平行な中心軸を有する円柱状とされている。先端凸部12bは、基部12aの後端から後方に突出する湾曲凸面(例えば半球状、楕円球状など)を有する。先端凸部12bは、圧縮方向の弾性変形可能な材質(例えば、ゴム、軟質樹脂など)で構成されていてもよい。これにより、先端凸部12bは弾性変形可能となり、第1回動部材1と第2回動部材2との間の摺動抵抗を大きくできる。先端凸部12bは、第2回動部材2の第2対向面2aに当接可能である。
当接凸部12の数は1または複数(例えば、当接凸部12の数は6)である。中心軸C1と平行に見て、複数の当接凸部12はR1方向に等間隔に形成することができる。すなわち、当接凸部12の数がn(n:2以上の整数)である場合、当接凸部12は、中心軸C1周りのn回対称の位置に形成することができる。
当接凸部12を設けることによって、第2対向面2aに対する第1回動部材1の接触面積の変動を小さくできる。そのため、第1回動部材1に対する第2回動部材2の安定的な摺動が可能となる。
環状凸部13は、筒部16の外周面16bに、R1方向に沿って形成されている。環状凸部13は、外周面16bから、筒部16の径方向の外方に突出して形成されている。環状凸部13の断面(R1方向に垂直な断面)の形状は特に限定されず、例えば、半円状、矩形状などであってよい。
図3に示すように、係止凸部14は、端板15の前面15a(図3参照)に、前方に突出して形成されている。係止凸部14の形状は特に限定されず、例えば略矩形の板状である。係止凸部14は、端板15の径方向に沿って、前面15aに対して垂直に形成されている。係止凸部14の数は1または複数である。係止凸部14の数は例えば2であり、2つの係止凸部14は端板15の径方向に離間している。
第2回動部材2は、中心軸C1を有する円筒状に形成されている。第2回動部材2は、付勢部材3およびケーシング4とともに、第1回動部材1に対してR1方向(軸の周り方向)に、相対的に回動可能である。
第2回動部材2の前端面である第2対向面2aは、中心軸C1に垂直な面(例えば図2に示す垂直面S2)に対して傾斜した平面である。中心軸C1に垂直な面に対する第2対向面2aの最大傾斜線の傾斜角度(例えば図2に示す角度θ2)は、0°を越え、90°未満(例えば10〜45°)である。この最大傾斜線は、例えば、第2対向面2aの周縁のうち最後方の点と、第2対向面2aの中心とを結ぶ線である。第2対向面2aは、第1回動部材1の第1対向面16aに対向する。第2対向面2aは、当接凸部12に当接可能である。
第2回動部材2の後端面2bは、例えば、中心軸C1に対して垂直に形成されている。
第2回動部材2の外周面2cには、1または複数(例えば2つ)の規制突起21が形成されている。2つの規制突起21は、中心軸C1周りの回転対称の位置に形成することができる。規制突起21は、中心軸C1の方向に沿って形成されている。規制突起21の断面形状(中心軸C1に垂直な断面の形状)は特に限定されず、例えば第2回動部材2の径方向外方に徐々に幅が狭くなる台形状でもよいし、矩形状、半円状などでもよい。
付勢部材3は、例えば軸方向が中心軸C1方向に一致するコイルスプリングである。付勢部材3の前端は第2回動部材2の後端面2bに当接可能である。付勢部材3の後端は、ケーシング4の端板42の前面42aに当接可能である。付勢部材3は、端板42の前面42aに反力をとって、第2回動部材2を第1回動部材1に近づく方向(すなわち前方)に付勢する。
付勢部材3は、コイルスプリングであるため、構造が簡略であり、しかも十分な付勢力が得られる。そのため、ロータリーダンパー10の小型化の点で有利である。
ケーシング4は、筒部41と、端板42とを備える。筒部41は、中心軸C1を有する円筒状に形成されている。
筒部41の前部は、第1回動部材1の本体部11を収容する大径部41aである。筒部41の後部は、第2回動部材2および付勢部材3を収容する小径部41bである。小径部41bの内径は、大径部41aの内径より小さい。大径部41aと小径部41bとの間には、大径部41aと小径部41bとの径差により段差部41cが形成されている。
大径部41aの内面には、第1回動部材1の環状凸部13が嵌合する環状の嵌合凹部43が形成されている。嵌合凹部43は、R1方向に沿って形成されている。嵌合凹部43の断面(R1方向に垂直な断面)の形状は特に限定されず、例えば、半円状、矩形状などであってよい。嵌合凹部43に環状凸部13が嵌合することによって、第1回動部材1の中心軸C1方向の移動は規制される。嵌合凹部43は、第1回動部材1のR1方向の移動を規制しない。
小径部41bの内面には、第2回動部材2の規制突起21が入る受け溝部44が形成されている。受け溝部44は、中心軸C1に沿う方向に形成されている。受け溝部44は、規制突起21のR1方向(中心軸C1の周り方向)の移動を規制できる。そのため、受け溝部44に規制突起21が入ることで、第2回動部材2のR1方向の回動は規制される。受け溝部44の幅は中心軸C1の方向に一定である。受け溝部44に規制突起21が入ることで、第2回動部材2は、R1方向の移動が規制された状態で中心軸C1に沿う方向に移動できる。
受け溝部44の前端は、第2回動部材2の前方移動を規制できる構造であってもよい。
端板42は、中心軸C1に対して垂直な円板状に形成されている。端板42の中央には、回動軸部5が挿通する挿通孔42bが形成されている。挿通孔42bは、例えば、中心軸C1と平行に見て円形状である。
筒部41の外周面41dには、係止凸部45が形成されている。係止凸部45は、中心軸C1に沿う方向に形成されている。係止凸部45の断面(中心軸C1方向に垂直な断面)の形状は特に限定されず、例えば、矩形状、半円状などであってよい。
第1回動部材1の挿通孔、第2回動部材2の内部、付勢部材3の内部、およびケーシング4の挿通孔42bには、回動軸部5が挿通可能である。
第1回動部材1、第2回動部材2、およびケーシング4は、例えば樹脂などで構成される。付勢部材3は、例えば鋼材などの金属で構成される。
図4は、ロータリーダンパー10を用いた回動装置100を示す斜視図である。図5は、回動装置100の一部を示す分解斜視図である。
図4に示すように、回動装置100は、第1構造体101と、第2構造体102と、構造体101,102の間に介在するロータリーダンパー10とを備える。回動装置100は、例えば車両用のアシストグリップである。
図5に示すように、第1構造体101は、ベース板111と、本体部112と、一対の端壁113とを備えたベース部材である。ベース板111の取付面111aは、例えば車両のルーフパネル(図示略)に取り付けられる。一対の端壁113には、回動軸部5が挿通する挿通孔113aが形成されている。
一対の端壁113のうち前方の端壁113の後面には、第1回動部材1の係止凸部14(図1参照)が係合する係合孔113bが形成されている。そのため、中心軸C1の周りの回動について、第1回動部材1は第1構造体101と連動し得る構造である。
第2構造体102は、グリップ部121と、グリップ部121の両端に形成された端部122,122とを備える。端部122の端壁には、回動軸部5が挿通する挿通孔が形成されている。端部122には、第1構造体101の本体部112および端壁113が収容される収容凹部122aが形成されている。
第2構造体102の端部122は、回動軸部5を介して第1構造体101に取り付けられている。第2構造体102は、回動軸部5を中心として第1構造体101に対して回動可能とされている。端部122の側壁には、ロータリーダンパー10の係止凸部45が係止する係止孔123が形成されている。
上述のように、第2回動部材2の規制突起21は受け溝部44に係合する(図1参照)。そのため、中心軸C1の周りの回動について、ロータリーダンパー10の第2回動部材2およびケーシング4は、第2構造体102と連動する。
次に、回動装置100およびロータリーダンパー10の動作について説明する。
図1では、第1回動部材1の第1対向面16aと、第2回動部材2の第2対向面2aとの向きが揃っている。すなわち、第1対向面16aと第2対向面2aとは平行である。第1回動部材1の複数の当接凸部12は、すべて第2対向面2aに当接する。このとき、第2回動部材2は最も前方に位置する。この第2回動部材2の位置を最前方位置という。最前方位置では、複数の当接凸部12のうち最も後方にある当接凸部12Aは、第2対向面2aの最後方の部位に当接する。最前方位置にある第2回動部材2には、付勢部材3による前方への付勢力が作用していることが好ましい。
図4および図5に示すように、第2構造体102を、第1構造体101に対して、回動軸部5を中心としてR1方向(第1の回動方向)(図1参照)に回動させる。図2に示すように、これによって、ロータリーダンパー10の第2回動部材2およびケーシング4は、第1回動部材1に対して回動する。これによって、第1対向面16aと第2対向面2aとの相対的な向きは変化する。
図2では、第1対向面16aと第2対向面2aとは平行でなく、複数の当接凸部12のうち最も後方に位置する当接凸部12Aのみが第2対向面2aに当接する。第2回動部材2が第1回動部材1に対して回動する際には、当接凸部12Aは、第2対向面2aをR1方向に摺動し、第2対向面2aのうち最後方の部位よりも前方の部位に当接する。そのため、第2回動部材2は、当接凸部12Aによって後方に押圧されて、付勢部材3の弾性力に抗して後方移動する。この際、付勢部材3の弾性的な反発力によって、制動トルクが生じる。
当接凸部12Aが第2対向面2aの最前方の部位に当接するとき、第2回動部材2は最も後方に位置する。この第2回動部材2の位置を最後方位置という。第1対向面16aの前後方向の距離はL1であるため(図3参照)、第2回動部材2の最前方位置から最後方位置までの移動距離もL1に近い距離となる。
第2構造体102を、前述の第1の回動方向とは反対の方向に回動させると、第2回動部材2は前方に移動する(図1参照)。
付勢部材3は、第2回動部材2の位置が後方であるほど大きく圧縮されるため、弾性的な反発力が大きくなる。そのため、第2回動部材2が最前方位置にあるとき(図1参照)には付勢部材3の反発力は最も小さく、第1回動部材1を回動させる際の抵抗も小さい。
第2回動部材2の位置が後方であるほど付勢部材3の反発力は大きくなるため、第1回動部材1を回動させる際の抵抗も大きくなる。そのため、第2回動部材2が最前方位置から最後方位置に移動する過程では、第1回動部材1を回動させる際の抵抗は徐々に大きくなる。逆に、第2回動部材2が最後方位置から最前方位置に移動する過程では、第1回動部材1を回動させる際の抵抗は徐々に小さくなる。
ロータリーダンパー10では、第1回動部材1に対する第2回動部材2の前後方向の位置は、第1回動部材1に対する当接位置に応じて変化する。そのため、第1構造体101に対して第2構造体102を回動させる際に、付勢部材3の弾性的な反発力により制動トルクを生じさせることができる。よって、第1構造体101に対する第2構造体102の回動速度を抑制し、動作の安定性および安全性を高めることができる。
ロータリーダンパー10は、粘性流体を用いないためシール構造が不要であることから、構造が簡略であり、製造が容易となる。また、粘性流体を用いるロータリーダンパーとは異なり、使用環境(例えば、温度等)によって変動する要因が少ないため、回動トルクを安定させることができる。さらに、粘性流体を用いるロータリーダンパーとは異なり、経年劣化しやすい構成要素(例えば、シール材等)が少ないため、耐久性にも優れている。
ロータリーダンパー10は、第1対向面16aおよび第2対向面2aが傾斜面であり、その傾斜を利用して、第1回動部材1に対する第2回動部材2の前後方向の位置を調整するため、その構造を簡略にできる。よって、ロータリーダンパー10は、製造容易性の点で優れている。
ロータリーダンパー10は、ケーシング4を備えており、付勢部材3はケーシング4に反力をとって第2回動部材2を付勢する。そのため、簡略な構造でありながら、第2回動部材2を十分な力で付勢することができる。
ロータリーダンパー10は、付勢部材3の弾性、対向面16a,2aの傾斜角度、対向面16a,2aの前後方向距離などを調整することによって、第1構造体101に対する第2構造体102の回動速度を任意に設定できる。よって、要求される仕様に応じて、ロータリーダンパー10の特性を設定できる。
回動装置100の第1構造体101のベース板111を車両のルーフパネル(図示略)に取り付けた場合を想定する。
第2構造体102のグリップ部121が最もルーフパネルに近づいたときの第2構造体102の姿勢を「伏臥姿勢」という。第2構造体102のグリップ部121が最もルーフパネルから離れたときの第2構造体102の姿勢を「起立姿勢」という。第2構造体102は、回動用付勢部材(スプリング。図示略)を用いて、起立姿勢から伏臥姿勢に移行する方向に付勢されている。
ロータリーダンパー10は、第2構造体102が伏臥姿勢にあるときに第2回動部材2が最前方位置にあり、かつ、第2構造体102が起立姿勢にあるときに第2回動部材2が最後方位置にあるように構成することができる。この場合、第2構造体102が起立姿勢にあるときに付勢部材3の反発力が最大となり、最も大きい制動トルクが生じる。そのため、前述の回動用付勢部材(スプリング)を用いて、第2構造体102を起立姿勢から伏臥姿勢に戻す工程の最初の段階で大きな制動トルクが生じ、第2構造体102の回動速度を抑制できる。
回動用付勢部材(スプリング)の付勢力が最も大きいときに第2構造体102の回動速度を低くできるため、第2構造体102の回動の全過程で回動速度を抑制できる。よって、第2構造体102がルーフパネル(図示略)に達する際の衝撃を緩和できる。また、安全性を高めることができる。
ロータリーダンパー10は、逆に、第2構造体102が伏臥姿勢にあるときに第2回動部材2が最後方位置にあり、かつ、第2構造体102が起立姿勢にあるときに第2回動部材2が最前方位置にあるように構成してもよい。この場合、第2構造体102が伏臥姿勢にあるときに付勢部材3の反発力が最大となり、最も大きい制動トルクが生じる。そのため、前述の回動用付勢部材(スプリング)を用いて、第2構造体102を起立姿勢から伏臥姿勢に戻す工程の最後の段階で大きな制動トルクが生じ、第2構造体102の回動速度を抑制できる。よって、第2構造体102がルーフパネル(図示略)に達する際の衝撃を緩和できる。また、安全性を高めることができる。
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、図1等に示すロータリーダンパー10では、付勢部材3としてコイルスプリングが用いられているが、付勢部材は第2回動部材を第1回動部材に近づく方向に付勢することができれば特に限定されない。付勢部材としては、バネ(板バネ、皿バネなど)、樹脂、ゴムなどの弾性体を使用できる。
図1等に示すロータリーダンパー10は、回動部材1,2の対向面16a,2aが傾斜面であることによって、回動部材1,2の相対位置(前後方向の位置)を変化させる構造であるが、2つの回動部材の相対位置を変化させる構造はこれに限定されない。例えば、第1対向面が傾斜面ではない場合でも、第1回動部材の複数の当接凸部のうち2以上の高さ寸法が異なれば、回動により2つの回動部材の相対位置を変化させることができる。この場合、複数の当接凸部の先端を含む面を第1対向面とみなすことができる。
また、第1対向面および第2対向面は、全面が傾斜面である必要はなく、一部が傾斜面であってもよい。
図1等に示すロータリーダンパー10は、第1対向面16aおよび第2対向面2aのうち第1対向面16aに当接凸部12が設けられているが、第1対向面に当接凸部を設けず、第2対向面に当接凸部を設けてもよい。すなわち、第1対向面と第2対向面のうち一方に、他方に当接する当接凸部を設けた構成が可能である。
1…第1回動部材
2…第2回動部材
2a…第2対向面
3…付勢部材
4…ケーシング
10…ロータリーダンパー
12,12A…当接凸部
16a…第1対向面
101…第1構造体
102…第2構造体
C1…中心軸

Claims (5)

  1. 第1構造体と第2構造体との間に介在するロータリーダンパーであって、
    第1対向面を有し、前記第1構造体と連動する第1回動部材と、
    前記第1対向面に対向する第2対向面を有し、前記第2構造体と連動する第2回動部材と、
    前記第2回動部材を前記第1回動部材に近づく方向に付勢する付勢部材と、を備え、
    前記第1回動部材と前記第2回動部材とは、軸の方向に並んで配置されて前記軸の周り方向に相対的に回動可能であり、
    前記第1回動部材と前記第2回動部材との前記軸の方向の相対的な位置は、前記回動による互いの当接位置に応じて変化する、ロータリーダンパー。
  2. 前記第1対向面および前記第2対向面は、少なくとも一部が前記軸の方向に垂直な面に対して傾斜する傾斜面である、請求項1に記載のロータリーダンパー。
  3. 前記第1回動部材、第2回動部材および付勢部材を保持するケーシングをさらに備え、
    前記付勢部材は、前記ケーシングに反力をとって前記第2回動部材を付勢する、請求項1または2に記載のロータリーダンパー。
  4. 前記第1対向面と前記第2対向面のうち一方には、他方に当接する当接凸部が形成されている、請求項1〜3のうちいずれか1項に記載のロータリーダンパー。
  5. 前記付勢部材は、中心軸が前記軸の方向に沿うコイルスプリングである、請求項1〜4のうちいずれか1項に記載のロータリーダンパー。
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