JP4272958B2 - 回転ダンパー - Google Patents

Description

この発明は、例えば、歯車やラックと噛み合う被駆動歯車の回転を制動する回転ダンパーに関するものである。

上記した回転ダンパーは、ハウジングと、このハウジング内に収容された粘性流体と、ハウジング内に収められ、ハウジングから一部が突出する軸部にハウジング内の粘性流体中を移動する抵抗部が設けられたローターと、このローターの軸部とハウジングとの間から粘性流体が漏れるのを防止するシール部材と、で構成されている。
なお、ハウジングから突出する軸部には、被駆動歯車が取り付けられる。
特公平４−３４０１５号公報

従来の回転ダンパーは、組立時にハウジング内に混入した空気を、トルク発生部分であるローターの抵抗部とハウジングの底面あるいは天井面との間に位置させないように、抵抗部の形状を略小判型としている。
しかし、ローターは双方向へ回転するので、ハウジング内に混入した空気が抵抗部を乗り越えて抵抗部の反対側へ移動する際に異音が発生する。
このハウジング内に混入した空気が抵抗部を乗り越えるときに発生する異音は、ハウジング内に混入した空気が抵抗部へ乗り上げることによって圧縮された後、抵抗部を乗り越えたときに、急激に開放されることに起因する破裂音と考えられる。
なお、この異音は、粘性流体の粘度が高い程発生し易く、また、ローターとハウジングとの間隔が狭い程発生し易くなる。

この発明は、組立時に、ハウジング内に混入した空気が抵抗部を乗り越えないようにすることにより、ローターが双方向へ回転してもハウジング内に混入した空気に起因する異音の発生を防止することのできる回転ダンパーを提供するものである。

この発明は、以下のような発明である。
（１）ハウジングと、このハウジング内に収容された粘性流体と、前記ハウジング内に収められ、前記ハウジングから一部が突出する軸部に前記ハウジング内の前記粘性流体中を移動する抵抗部が設けられたローターと、前記軸部と前記ハウジングとの間から前記粘性流体が漏れるのを防止するシール部材と、からなる回転ダンパーにおいて、前記抵抗部に凹部あるいは孔からなる空気停留部を設け、前記ローターの回転によって前記ハウジング内の空気が前記空気停留部へ移動するように案内する案内手段を設けたことを特徴とする。
（２）（１）の回転ダンパーにおいて、前記空気停留部を前記抵抗部の内周側に設け、前記案内手段を前記抵抗部の外周端部から渦巻き状に内周へ向かう案内壁としたことを特徴とする。
（３）（２）の回転ダンパーにおいて、前記ハウジングの底面と前記ハウジングの天井面の少なくとも一方の前記空気停留部と対応する部分に空気保持部を設けたことを特徴とする。
（４）（１）の回転ダンパーにおいて、前記空気停留部を前記抵抗部の外周側に設け、前記案内手段を前記抵抗部の内周側から外周側へ通じる凹溝としたことを特徴とする。
（５）（４）の回転ダンパーにおいて、前記凹溝の外側の前記抵抗部に周回突壁を設けたことを特徴とする。
（６）（４）または（５）の回転ダンパーにおいて、前記ハウジングの底面と前記ハウジングの天井面の少なくとも一方の前記空気停留部と対応する部分に空気保持部を設けたことを特徴とする。

この発明によれば、抵抗部に凹部あるいは孔からなる空気停留部を設け、ローターの回転によってハウジング内の空気が空気停留部へ移動するように案内する案内手段を設けたので、組立時に、ハウジング内に混入した空気を空気停留部に集めて止めることができる。
したがって、ローターが双方向へ回転しても、ハウジング内に混入した空気が抵抗部を乗り越えなくなり、ハウジング内に混入した空気に起因する異音の発生を防止することができる。
そして、空気停留部を抵抗部の内周側に設け、案内手段を抵抗部の外周端部から渦巻き状に内周へ向かう案内壁としたので、ハウジング内に混入した空気を案内壁で空気停留部へ向かわせ、ハウジング内に混入した空気を負圧の発生しない部分に止めることができる。
さらに、ハウジングの底面とハウジングの天井面との少なくとも一方の前記空気停留部と対応する部分に空気保持部を設けたので、ハウジング内に混入した空気を空気保持部に保持させ、空気保持部内に止めることができる。
また、空気停留部を抵抗部の外周側に設け、案内手段を抵抗部の内周側から外周側へ通じる凹溝としたので、ハウジング内に混入した空気を凹溝で空気停留部へ向かわせ、空気停留部内に止めることができる。
そして、凹溝の外側の抵抗部に周回突壁を設けたので、ハウジング内に混入した空気を、制動トルク発生部分であるハウジングの内周面と抵抗部の外周面との間へ流入しないように、空気停留部内に止めることができる。
さらに、ハウジングの底面とハウジングの天井面の少なくとも一方の前記空気停留部と対応する部分に空気保持部を設けたので、ハウジング内に混入した空気を空気保持部に保持させ、空気保持部内に止めることができる。

以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の第１実施例である回転ダンパーの断面図、図２は図１に示したローターの拡大断面図、図３は図２に示したローターの平面図、図４は図２に示したローターの底面図である。

図１において、Ｄは回転ダンパーを示し、合成樹脂製のケース１１と、このケース１１内に収容された粘性流体としてのシリコーンオイル２１と、ケース１１内に収められ、ケース１１から外部へ一部が突出する軸部３２にケース１１内のシリコーンオイル２１中を移動する抵抗部３６が設けられた合成樹脂製のローター３１と、このローター３１の軸部３２が貫通する貫通孔５２が設けられ、ケース１１の開口を閉塞する合成樹脂製のキャップ５１と、このキャップ５１とローター３１の軸部３２との間からシリコーンオイル２１が漏れるのを防止するシール部材としてのＯリング６１と、キャップ５１から突出するローター３１の軸部３２に取り付けられた合成樹脂製の被駆動歯車７１とで構成されている。
なお、ハウジングは、ケース１１と、キャップ５１とで構成されている。

上記したケース１１は、平面形状が円形の底部１３の外縁に周回させて円筒壁部１４が設けられたケース本体１２と、底部１３の底面の中心に設けられた円柱状の軸支部１６と、ケース本体１２の外周に、例えば、１８０度の間隔で放射方向へ設けられ、取付孔１８を備えた取付フランジ１７とで構成されている。
そして、底部１３の底面内周側（後述する薄肉部分３７の内周側部分に対応する部分）には、空気Ａを流出しないように保持する、例えば、周回した空気保持部としての空気保持溝１３ａが設けられている。
また、円筒壁部１４の上側には、円筒壁部１４の内周面を延長した面を内周面とする、周回した薄肉突出円筒部分１４ａが設けられている。
なお、１５はケース本体１２内に形成された収容部を示し、シリコーンオイル２１を収容する部分であり、薄肉突出円筒部分１４ａから下側の部分に相当する。

上記したローター３１は、円柱状の軸部３２と、この軸部３２に１８０度の間隔で放射状に平板部を延出させた、平面形状が円をＩカットした抵抗部３６とで構成されている。
この抵抗部３６のＩカットに切除された部分が、組立時に、ケース１１内に混入する空気Ａを初期段階で溜める空気室に相当する。
そして、軸部３２には、底面にケース１１の軸支部１６が回転可能に係合する円筒形状の窪み３３が設けられ、キャップ５１から突出する部分に、ＩカットされたＩカット段部３４が設けられ、Ｉカットされた平面部分（垂直面）にそれぞれ水平方向の嵌合溝３５が設けられている。

また、抵抗部３６には、図２および図３に示すように、上側に、外周端部から渦巻き状（左回り）に内周（側）へ向かう薄肉部分３７が対称に設けられ、この薄肉部分３７の外側壁が、ローター３１の回転によってケース１１内の空気Ａを薄肉部分３７（の中心）へ移動するように案内する案内手段としての案内壁３８となっており、また、図２および図４に示すように、下側に、外周端部から渦巻き状（左回り）に内周（側）へ向かう薄肉部分３７が対称に設けられ、この薄肉部分３７の外側壁が、ローター３１の回転によってケース１１内の空気Ａを薄肉部分３７（の中心）へ移動するように案内する案内手段としての案内壁３８となっている。
なお、２つの薄肉部分３７は繋がっている。
そして、薄肉部分３７は、全体として凹部からなる空気停留部として機能するが、特に、内周側部分が空気停留部として機能する。

上記したキャップ５１には、中心に、ローター３１の軸部３２が貫通する貫通孔５２が設けられ、この貫通孔５２の下側に、下端まで達するように円筒状に肉抜きされた、Ｏリング６１を収容する拡径段部５３が設けられ、下側面（天井面）内周側に、薄肉部分３７の内側部分よりも少し外側ではあるが、空気Ａを流出しないように保持する、例えば、周回した空気保持部としての空気保持溝５４が設けられ、さらに、下側の外縁に、ケース本体１１の薄肉突出円筒部分１４ａが嵌合する周回した嵌合凹溝５５が設けられている。
また、被駆動歯車７１には、Ｉカット状の取付孔７２が中心に設けられ、この取付孔７２の平面部分に、ローター３１の軸部３２に設けた嵌合溝３５に嵌合する嵌合突条７３が設けられている。

次に、回転ダンパーＤの組立の一例について説明する。
まず、ローター３１の軸部３２をＯリング６１に嵌め、窪み３３および抵抗部３６の部分にシリコーンオイル２１を塗布した後、窪み３３内へケース１１の軸支部１６を嵌合させるように、収容部１５内へ軸部３２の一部および抵抗部３６を収容する。
そして、収容部１５内へ適量のシリコーンオイル２１を注入した後、貫通孔５２内へ軸部３２を挿入しながら薄肉突出円筒部分１４ａをキャップ５１の嵌合凹溝５５内に嵌合させ、ケース１１の開口をキャップ５１で閉塞する。

このようにしてケース１１の開口をキャップ５１で閉塞すると、薄肉突出円筒部分１４ａ内の空気Ａはほとんどケース１１外へ排出され、薄肉突出円筒部分１４ａとキャップ５１とは密着するとともに、拡径段部５３内にＯリング６１が収容され、Ｏリング６１が軸部３２とキャップ５１との間からシリコーンオイル２１が漏れるのを防止する。
次に、薄肉突出円筒部分１４ａとキャップ５１との間を、例えば、高周波溶着で周回するように溶着して密閉する。
そして、キャップ５１から突出した軸部３２を被駆動歯車７１の取付孔７２内へ圧入させると、嵌合突条７３が嵌合溝３５に嵌合することにより、回転ダンパーＤの組立が終了する。

次に、動作について説明する。
まず、ローター３１が上側から見て、図３に実線矢印で示すように、反時計方向へ回転すると、シリコーンオイル２１中で抵抗部３６が反時計方向へ回転し、抵抗部３６にシリコーンオイル２１の粘性抵抗およびせん断抵抗が作用するので、ローター３１の回転を制動する。
したがって、ローター３１に取り付けられた被駆動歯車７１が噛み合う歯車、ラックなどの回転または移動を制動してその回転または移動をゆっくりとさせる。

このようにローター３１が反時計方向へ回転するとき、抵抗部３６の外側の下流に負圧部が発生するので、この負圧部に、組立時にケース１１内に混入した空気Ａが実線で示すように追従して移動する。
しかし、ローター３１が反時計方向へ回転するとき、抵抗部３６の下側に、図４に示すように、薄肉部分３７および案内壁３８が設けられているので、前回ローター３１が、図３に点線矢印で示すように、時計方向へ回転したときに抵抗部３６の外側の下流に発生する負圧部に追従して移動した点線で示す空気は、薄肉部分３７へ乗り上げ、案内壁３８で案内されて薄肉部分３７の内側（周）部分に集まる。

そして、ローター３１が上側から見て、図３に点線矢印で示すように、時計方向へ回転すると、シリコーンオイル２１中で抵抗部３６が時計方向へ回転し、抵抗部３６にシリコーンオイル２１の粘性抵抗およびせん断抵抗が作用するので、ローター３１の回転を制動する。
したがって、ローター３１に取り付けられた被駆動歯車７１が噛み合う歯車、ラックなどの回転または移動を制動してその回転または移動をゆっくりとさせる。

このようにローター３１が時計方向へ回転するとき、抵抗部３６の外側の下流に負圧部が発生するので、この負圧部に、組立時にケース１１内に混入した空気Ａが点線で示すように追従して移動する。
しかし、ローター３１が時計方向へ回転するとき、抵抗部３６の上側に、図３に示すように、薄肉部分３７および案内壁３８が設けられているので、前回ローター３１が、実線矢印で示すように、反時計方向へ回転したときに抵抗部３６の外側の下流に発生する負圧部に追従して移動した実線で示す空気は、薄肉部分３７へ乗り上げ、案内壁３８で案内されて薄肉部分３７の内側（周）部分に集まる。

このようにして薄肉部分３７の内側（周）部分に集まった空気Ａは、ローター３１が回転しても、ほとんど負圧が発生しないので、薄肉部分３７の内側（周）部分に止まる。
そして、薄肉部分３７の内側（周）部分に集まった空気Ａは、空気保持溝１３ａ，５４に保持され、空気保持溝１３ａ，５４内に止まる。

上述したように、この発明の第１実施例によれば、抵抗部３６に薄肉部分３７を設け、ローター３１の回転によってケース１１内の空気Ａが薄肉部分３７の内周へ移動するように渦巻き状で内周へ向かう案内壁３８を設けたので、空気Ａを薄肉部分３７の内周側に集めて止めることができる。
したがって、ローター３１が双方向へ回転しても、ケース１１内に混入した空気Ａが抵抗部３６を乗り越えなくなり、ケース１１内に混入した空気Ａに起因する異音の発生を防止することができるとともに、空気Ａを負圧の発生しない部分（薄肉部分３７の内側（周）部分）に止めることができる。
さらに、空気保持溝１３ａ，５４を設けたので、空気Ａを空気保持溝１３ａ，５４に保持させ、空気保持溝１３ａ，５４内に止めることができる。

図５はこの発明の第２実施例である回転ダンパーの断面図、図６は図５に示したローターの拡大断面図、図７は図６に示したローターの平面図、図８は図６に示したローターの底面図であり、図１〜図４と同一または相当部分に同一符号を付して、その説明を省略する。

これらの図において、合成樹脂製のローター３１は、ケース１１内に収められ、ケース１１から外部へ一部が突出する軸部３２と、この軸部３２に設けられ、ケース１１内のシリコーンオイル２１中を移動する、平面視円形をした平板状の抵抗部３６Ａとで構成されている。
そして、抵抗部３６Ａには、内周側の同心円上に９０度分割で４つの円弧状の、組立時に、ケース１１内に混入する空気Ａを初期段階で溜める空気室として機能する貫通した孔３９が設けられ、この孔３９の外側に、孔３９よりも少し大きな角度で４つの円弧状突条４０が同心円上に９０度分割で設けられ、この円弧状突条４０と所定間隔をおいた外周縁に周回突壁４２が設けられている。

なお、円弧状突条４０および周回突壁４２は、図７および図８に示すように、抵抗部３６Ａの上下（表裏）に設けられている。
そして、円弧状突条４０と周回突壁４２との間が凹部からなる環状の空気停留部４３を形成し、円弧状突条４０の間が、抵抗部３６Ａの内周側から外周側へ通じる案内手段としての凹溝４１を形成している。
また、空気保持溝１３ａ，５４は、空気停留部４３に対応させて底部１３、キャップ５１の外周側に設けられている。

次に、回転ダンパーＤの組立は第１実施例と同様になるので、その説明を省略し、動作について説明する。
まず、ローター３１が上側から見て時計方向あるいは反時計方向へ回転すると、シリコーンオイル２１中で抵抗部３６Ａが時計方向あるいは反時計方向へ回転し、抵抗部３６Ａにシリコーンオイル２１の粘性抵抗およびせん断抵抗が作用するので、ローター３１の回転を制動する。
したがって、ローター３１に取り付けられた被駆動歯車７１が噛み合う歯車、ラックなどの回転または移動を制動してその回転または移動をゆっくりとさせる。

このようにローター３１が回転するとき、孔３９に溜まっている組立時にケース１１内に混入した空気Ａは、孔３９から出ることがある。
このようにして孔３９から出た空気Ａは、負圧の発生し易い外周側へと向かい、円弧状突条４０の内周側を円周方向へ進んだ後、凹溝４１から環状の空気停留部４３へと流入し、この空気停留部４３に集まる。
そして、空気停留部４３に集まった空気Ａは、空気保持溝１３ａ，５４に保持され、空気保持溝１３ａ，５４内に止まる。

上述したように、この発明の第２実施例によれば、空気停留部４３を抵抗部３６Ａの外周側に設け、案内手段を抵抗部３６Ａの内周側から外周側へ通じる凹溝４１としたので、ケース１１内に混入した空気Ａを凹溝４１で空気停留部４３へ向かわせ、空気停留部４３内に止めることができる。
そして、凹溝４１の外側の抵抗部３６Ａに周回突壁４２を設けたので、ケース１１内に混入した空気Ａを、トルク発生部分であるケース１１の内周面と抵抗部３６Ａの外周面との間へ流入しないように、空気停留部４３内に止めることができる。
さらに、ケース１１の底面外周側とキャップ５１の下側面（天井面）外周側とに空気保持溝１３ａ，５４を設けたので、ケース１１内に混入した空気Ａを空気保持溝１３ａ，５４に保持させ、空気保持部４３内に止めることができる。

上記した実施例では、薄肉部分３７を抵抗部３６の端まで延ばした例を示したが、薄肉部分３７を抵抗部３６の途中までとし、この薄肉部分３７に連なる溝などの案内手段を抵抗部３６の端まで延ばしてもよい。
そして、案内手段としての案内壁３８を渦巻き状に形成した例を示したが、空気Ａを内側へ案内できればよいので、直線状であってもよい。
また、空気貯留部を凹部からなる薄肉部分３７、環状の空気貯留部４３とした例を示したが、空気貯留部を孔としても同様に機能し、空気貯留部４３は円弧状であってもよい。
さらに、ケース１１に軸支部１６を設け、軸部３２に窪み３３を設けてローター３１を回転可能に支持する例を示したが、ケースに窪みを設け、軸部に軸支部を設ける構成としてもよい。
また、軸部３２に抵抗部３６，３６Ａを一体成形した例を示したが、軸部と抵抗部とを別々に成形し、例えば、角軸と角孔との関係で一体的に回転するように構成してもよい。
そして、ハウジングをケース１１およびキャップ５１で構成し、ケース１１にシリコーンオイル２１の収容部１５を設け、ローター３１の軸部３２が貫通する貫通孔５２をキャップ５１に設け、キャップ５１と軸部３２との間からシリコーンオイル２１が漏れるのをＯリング６１で防止する構成とした例を示したが、キャップにシリコーンオイルの収容部を設け、ローターの軸部が貫通する貫通孔をケースに設け、ケースと軸部との間からシリコーンオイルが漏れるのをＯリングで防止する構成としてもよい。
また、粘性流体としてシリコーンオイル２１を用いた例を示したが、同様に機能する他の粘性流体、例えば、グリースなどを用いることもできる。

この発明の第１実施例である回転ダンパーの断面図である。 図１に示したローターの拡大断面図である。 図２に示したローターの平面図である。 図２に示したローターの底面図である。 この発明の第２実施例である回転ダンパーの断面図である。 図５に示したローターの拡大断面図である。 図６に示したローターの平面図である。 図６に示したローターの底面図である。

符号の説明

Ｄ 回転ダンパー
１１ ケース（ハウジング）
１２ ケース本体
１３ 底部
１３ａ 空気保持溝（空気保持部）
１４ 円筒壁部
１４ａ 薄肉突出円筒部分
１５ 収容部
１６ 軸支部
１７ 取付フランジ
１８ 取付孔
２１ シリコーンオイル（粘性流体）
３１ ローター
３２ 軸部
３３ 窪み
３４ Ｉカット段部
３５ 嵌合溝
３６ 抵抗部
３６Ａ 抵抗部
３７ 薄肉部分（空気停留部）
３８ 案内壁（案内手段）
３９ 孔（空気室）
４０ 円弧状突条
４１ 凹溝（案内手段）
４２ 周回突壁
４３ 空気停留部
５１ キャップ（ハウジング）
５２ 貫通孔
５３ 拡径段部
５４ 空気保持溝（空気保持部）
５５ 嵌合凹溝
６１ Ｏリング（シール部材）
７１ 被駆動歯車
７２ 取付孔
７３ 嵌合突条
Ａ 空気

Claims (6)

1. ハウジングと、
   このハウジング内に収容された粘性流体と、
   前記ハウジング内に収められ、前記ハウジングから一部が突出する軸部に前記ハウジング内の前記粘性流体中を移動する抵抗部が設けられたローターと、
   前記軸部と前記ハウジングとの間から前記粘性流体が漏れるのを防止するシール部材と、
   からなる回転ダンパーにおいて、
   前記抵抗部に凹部あるいは孔からなる空気停留部を設け、
   前記ローターの回転によって前記ハウジング内の空気が前記空気停留部へ移動するように案内する案内手段を設けた、
   ことを特徴とする回転ダンパー。
2. 請求項１に記載の回転ダンパーにおいて、
   前記空気停留部を前記抵抗部の内周側に設け、
   前記案内手段を前記抵抗部の外周端部から渦巻き状に内周へ向かう案内壁とした、
   ことを特徴とする回転ダンパー。
3. 請求項２に記載の回転ダンパーにおいて、
   前記ハウジングには、
   前記ハウジングの底面と前記ハウジングの天井面の少なくとも一方の前記空気停留部と対応する部分に空気保持部を設けた、
   ことを特徴とする回転ダンパー。
4. 請求項１に記載の回転ダンパーにおいて、
   前記空気停留部を前記抵抗部の外周側に設け、
   前記案内手段を前記抵抗部の内周側から外周側へ通じる凹溝とした、
   ことを特徴とする回転ダンパー。
5. 請求項４に記載の回転ダンパーにおいて、
   前記凹溝の外側の前記抵抗部に周回突壁を設けた、
   ことを特徴とする回転ダンパー。
6. 請求項４または請求項５に記載の回転ダンパーにおいて、
   前記ハウジングの底面と前記ハウジングの天井面の少なくとも一方の前記空気停留部と対応する部分に空気保持部を設けた、
   ことを特徴とする回転ダンパー。