JP4562367B2

JP4562367B2 - 回転ダンパ

Info

Publication number: JP4562367B2
Application number: JP2003336883A
Authority: JP
Inventors: 謙次高橋
Original assignee: TOK Bearing Co Ltd
Current assignee: TOK Bearing Co Ltd
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2023-09-29
Also published as: JP2004183888A; DE10354424A1

Description

この発明は、軸方向の厚みを薄くすることのできる回転ダンパに関する。

回転速度を減速させる減衰機能を有する回転ダンパとして、例えば図３および図４に示すものが従来から知られている。
図３に示すように、この従来の回転ダンパは、ケーシング１と、このケーシング１に回転自在に組み込んだ回転部材２と、ケーシング１の開口側に固定するキャップ３とによって構成されている。
上記回転部材２は、その一端２ａの中央に凹部４を形成するとともに、ケーシング１の底面には、凸部５を形成している。そして、上記凹部４に、ケーシング１の凸部５を挿入することによって、回転部材２の一端２ａ側を回転自在に支持し、そこに、ラジアル軸受ａを構成している。

また、上記キャップ３には軸孔６を形成し、この軸孔６を介して回転部材２の他端
側をケーシング１から外部に突出させている。そして、上記軸孔６の内周が、回転部材２の段部２ｄを受けることによって、回転部材２の他端２ｂ側を回転自在に支持している。つまり、回転部材２は、凹部４と凸部５とによって構成される第１ラジアル軸受ａと、軸孔６によって構成される第２ラジアル軸受ｂとの二カ所で支持されている。
なお、回転部材２の軸方向の移動は、回転部材２に形成したフランジ部２ｃを、上記キャップ３で押さえることによって規制している。

さらに、図４に示すように、上記ケーシング１と回転部材２との間には、空間が形成されるが、この空間には粘性流体を充填している。そして、この粘性流体を充填した空間を、ケーシング１に設けた境界壁８と、回転部材２の外周に設けた羽根２ｅ及び弁体９とによって２つの室に区画している。これら２つの室は、回転部材２の回転方向に応じて、連通可能にしている。

つまり、回転部材２が、右回転したときには、弁体９に形成した通路９ａと羽２ｅに形成した通路２ｆとを介して、上記の２室が連通するが、回転部材２が左回転したときには、弁体９が、上記通路２ｆを閉鎖して、上記両室の連通を遮断する。このように、弁体９によって両室の連通が遮断されているとき、すなわち、回転部材２が左回転の時、その回転速度が減速されるようにしている。
なお、図３中符号７は、ケーシング１内に封入した粘性流体が外部に漏れないようにするためのＯリングである。
特開平１１−１８２６０７号公報（第３頁、図１）

上記従来例では、回転部材２を第１ラジアル軸受ａと第２ラジアル軸受ｂとの二カ所で支持しているが、このように二カ所で支持するのは、回転部材２の傾きを防止するためである。すなわち、ラジアル方向の外力によってこの回転部材２が傾くと、回転部材２と境界壁８との間に隙間ができてしまう。この隙間を介して高圧側の室の粘性流体が低圧側の室に流れ込むと、設定した減衰力が発揮されないという不都合が生じる。そこで、このような不都合を防止するために、回転部材２を二カ所で支持している。

第１、第２ラジアル軸受ａ，ｂによって、回転部材２の傾きを確実に防止するためには、上記２個所のラジアル軸受ａとｂとの間隔をある程度長くする必要がある。このように、２つの軸受ａ，ｂの間隔を長くすれば、それだけ、回転ダンパ全体の軸方向の寸法が大きくなり、回転ダンパが大型化してしまう。そのため、狭い場所や、軸方向の長さを十分にとれないような場所には設置できないという問題があった。

一方で、回転ダンパの軸方向の寸法を短くするために、第２ラジアル軸受ｂの軸方向の長さを極端に短くすることが考えられる。しかし、ラジアル軸受ｂがすべり軸受の場合、その軸方向の長さを短くすると、軸孔６と段部２ｄの接触面において単位面積当たりに作用する力が増加するため、第２ラジアル軸受ｂの摩耗が著しくなり、製品寿命が短くなるという不都合が生じる。
そこで、この発明の目的は、製品寿命を短くすることなく、軸方向の寸法を短くして、設置個所の自由度を持った回転ダンパを提供することである。

第１の発明は、収容部を有するケーシングと、このケーシングの収容部に回転自在に組み込んだ回転部材と、収容部の開口部分を塞ぐキャップとを備え、このケーシング内に充填した粘性流体でダンピング力を発揮する回転ダンパにおいて、上記ケーシングまたはキャップのいずれか一方に凹部あるいは凸部を設け、上記回転部材には凸部あるいは凹部を設け、上記ケーシングまたはキャップに設けた凹部または凸部に上記回転部材に設けた凸部あるいは凹部をはめ合わせることによって回転部材の芯出し機構を構成する一方、上記回転部材の挿入側端面と収容部の底面との間に上記回転部材およびケーシングの摺動面より硬度が高い材質からなる第１板状部材を介在させ、回転部材のキャップ側端面とキャップの内面との間に上記回転部材およびキャップの摺動面より硬度が高い材質からなる第２板状部材を介在させるとともに、上記ケーシングとキャップとを締結するための締結手段を備え、この締結手段の締結力を、ケーシングとキャップとによる挟持力として上記第１、第２板状部材を介して上記回転部材へ作用させ、この挟持力で上記回転部材の傾きを防止する構成にした点に特徴を有する。

この発明によれば、従来のようなラジアル軸受を用いないで、ケーシングとキャップとの狭持力によって、回転部材が傾かないように保持できるようになる。そのため、ラジアル軸受の間隔を維持したり、軸受部分の長さを長くしたりする必要がなく、回転ダンパ全体の軸方向の長さを短くできる。従って、回転ダンパを狭い所にも取り付けられるようになる。
しかも、上記狭持力を回転部材の両端面で受けるので、従来のように、軸部の外周を支持する場合と比べて、摺動面積を大きくすることができる。従って、摩耗による製品の劣化を緩やかにして、耐久性を上げることもできる。

また、回転部材への狭持力を、回転部材およびケーシングの摺動面より硬度が高い材質からなる第１、第２板状部材を介して作用させるようにしているため、摺動面における膠着を防止し、耐久性をさらに上げることができる。

図１〜図２に、この発明の第１実施形態を示す。
図１は、回転ダンパをキャップ１０側から見た平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
ケーシング１３には、収容部１４を形成し、そこに、回転部材１２を回転自在に組み込んでいる。キャップ１０には、軸孔１１を形成し、この軸孔１１に回転部材１２の軸部１２ａを貫通させ、このキャップ１０によって、収容部１４の開口部を塞いでいる。
このキャップ１０は、キャップ１０の外側から、ケーシング１３に形成したネジ孔１３ａにネジ２０を締め付けることによって、端面１３ｂに固定されている。

また、回転部材１２は、その挿入側端面１２ｂに凹部１５を形成し、上記収容部１４の底面１４ａには、凸部１６を形成している。そして、凹部１５に、ブッシュ１７を介して上記凸部１６を挿入し、回転部材１２の芯出し機構Ａを構成する。
なお、上記キャップ１０、回転部材１２及びケーシング１３は、亜鉛などの金属製のものであり、上記ブッシュ１７は、樹脂製である。
また、図２における符号２１および２２は、それぞれＯリングであり、これらＯリング２１，２２によって、収容部１４内に充填した粘性流体が外部に漏れないようにしている。

一方、上記回転部材１２の挿入側端面１２ｂと収容部１４の底面１４ａとの間には、第１板状部材１８を介在させている。ただし、挿入側端面１２ｂには、上記第１板状部材１８の位置決めをするための段部を形成している。この段部の深さを、第１板状部材１８の厚さよりもやや小さくして、上記挿入側端面１２ｂに、上記底面１４ａからの押圧力が直接作用しないようにしている。

一方、回転部材１２のキャップ側端面１２ｃとキャップ１０の内面１０ａとの間にも、第２板状部材１９を介在させている。
このように、ケーシング１３内に、回転部材１２、第１板状部材１８および第２板状部材１９を組み込んで、キャップ１０をかぶせてから、ネジ２０を、ケーシング１３のネジ孔１３ａに締め付ける。これによって、ケーシング１３とキャップ１０とがしっかり締結される。そして、上記回転部材１２、第１、第２板状部材１８，１９など、ケーシング１３に組み込まれる部材や、収容部１４の寸法は、上記キャップ１０が締結されたとき、その締結力が、ケーシング１３とキャップ１０による回転部材１２への狭持力として作用するような寸法関係にしている。

すなわち、この実施形態においては、上記ネジ孔１３ａとネジ２０が、この発明の締結手段を構成している。
また、上記回転部材１２のキャップ１０側には、フランジ部１２ｄを形成している。このフランジ部１２ｄの直径は、収容部１４の内径とほぼ等しい大きさにしている。従って、上記回転部材１２のキャップ側端面１２ｃの面積は、収容部１４の断面積と同等である。このように面積の大きいフランジ部１２ｄにキャップ１０が押し付けられることになる。

このように、回転部材１２の両端面の、大きな面積に対してケーシング１３とキャップ１０とによる狭持力が作用し、この狭持力によって回転部材１２の傾きが規制され、回転部材１２の傾きを防止する機能が得られる。つまり、ネジ２０を締めつけることによって、回転部材の両端面に対して狭持力が作用する構成が、この発明の回転部材の傾きを防止する構成である。

なお、ここでは、図１に示すようにキャップ１０をケーシング１３に止め付けるためのネジ２０を回転部材１２の周囲に等間隔に４個所設けている。このように、複数のネジ２０を用いることによって、締結力を強くすることができるとともに、回転部材１２の位置に対する締結力の偏りを小さくすることができる。その結果、回転部材１２の回転軸と平行な狭持力を回転部材１２に作用させることができ、回転部材１２が回転したときに軸が傾くことを防止できる。
このように、上記締結力の偏りを防止するためには、少なくともネジ２０を２個所に設けることが必要であるが、ネジ２０の数を多くし、それらを等間隔に配置した方が、より偏りを防止しやすい。

以上のように、この実施形態では、回転部材１２の挿入端部側の芯出し機構Ａと、回転部材１２に対する狭持力とによって、回転部材１２の傾きを防止している。
つまり、従来必要であったラジアル軸受を用いないで、回転部材１２の傾きを防止できるようにしている。また、キャップ１０の軸孔１１で、軸を受ける必要もない。従って、軸孔１１は回転部材１２の軸部１２ａの外周に接触していても、接触していなくてもよいことになる。
このようにラジアル軸受を省略できれば、二個所のラジアル軸受の間隔を保つ必要もないので、その分、軸方向の寸法を小さくすることができる。しかも、軸方向に短いラジアル軸受を用いた場合の、摺動部の摩耗による劣化という不都合も生じない。

また、この実施形態では、回転部材１２に設けたフランジ部１２ｄの直径が大きいために、その部分の受圧面積も大きくなっている。そのため、収容部１４内に高圧が発生した場合には、回転部材１２がキャップ１０側に強く押し付けられる。このように回転部材１２がキャップ１０側に強く押し付けられるとシール性が向上するので、粘性流体がケーシング１３外に漏れ出すのを効果的に防止することができる。

一方、回転部材１２が回転し始めるときに、この回転部材１２に回転中心軸を傾かせる方向の外力が作用することがある。このとき、収容部１４内が低圧であるため、ケーシング１３に対して回転部材１２が傾く。ただし、回転部材１２が少しでも傾くと、その外縁が第１板状部材１８および第２板状部材１９に当接するので、それ以上この回転部材１２は傾かない。つまり、外力が作用しても、回転部材１２は少し傾いた状態で安定的に支持されるため、回転部材１２の滑らかな回転が維持される。

また、この実施形態では、上記キャップ１０、回転部材１２及びケーシング１３を、亜鉛などの金属製とし、上記第１，第２板状部材１８，１９は、焼き入れ鋼としている。このように、亜鉛を用いたのは、亜鉛が、型成形において、容易に高い寸法精度を出すことができる材料であるためである。また、第１，第２板状部材１８，１９を焼き入れ鋼としたのは、同素材あるいは、親和性のある同質の金属部材が摺動すると、その摺動面が膠着してしまうことがあるが、摺動面に、両側の部材よりも硬度が高い別材料を介在させると、膠着が防止できるからである。そして、上記第１、第２板状部材１８、１９を介在させることは、膠着防止だけでなく、摩耗防止の効果もある。

なお、各部材を樹脂製にすれば、膠着を心配する必要はないが、キャップ１０、回転部材１２およびケーシング１３を樹脂製にすると、成型時に生じる厚みによる収縮率のばらつきや、材料の強度が低いことが原因で、組み立てたときに各部品間に必要以上の隙間ができてしまうことがある。隙間が大きくなると、粘性流体が流れやすくなる分、流動抵抗が小さくなり、大きな回転トルクを得るためには、粘性流体室の容積を大きくしなければならない。その結果、上記各部品を樹脂製にした場合には、全体が大型化しやすいという欠点がある。

これに対して、キャップ１０、回転部材１２およびケーシング１３を金属製にした場合には、成型時の収縮の影響がなく、また、材料の強度も高いため、各部品間に隙間ができにくい。そのため、大きな回転トルクを得る場合でも、全体の大型化を防止することができる。従って、キャップ１０，回転部材１２，およびケーシング１３は、樹脂製よりも金属製の方が好ましい。
さらに、この実施形態では、第１板状部材１８を、収容部１４の底面１４ａと回転部材の挿入側端部１２ｂとの間に介在させているが、凸部１６先端と凹部１５の底面との間にこの第１板状部材１８を介在させてもよい。

なお、上記実施形態では、収容部１４に設けた凸部１６と回転部材１２に設けた凹部１５との組み合わせによって芯出し機構Ａを構成しているが、これら凹凸の関係を反対にしてもよい。すなわち、収容部１４に凹部を形成し、その凹部に、回転部材１２に設けた凸部を挿入することで、芯出し機構を構成してもよい。ただし、この実施形態のように、回転部材１２側の凹部に収容部１４の凸部を挿入した方が、凹凸の関係を逆にした構成に比べて、ケーシング１３の厚みを薄くすることができるので、回転ダンパ全体の軸方向の寸法を小さくすることができる。
また、芯出し機構の形状も、上記実施形態のものに限定されない。例えば、凸部の形状を円錐状にしても良い。

なお、図２に示す実施形態では、回転体１２に軸部１２ａを形成して、それをキャップ１０から突出させているが、このような軸部１２ａは形成しなくてもかまわない。例えば、回転部材１２側に凹部などを形成して、外部の回転軸を軸孔１１から挿入して、回転部材１２と連結することも可能である。
また、上記ケーシング１３とキャップ１０の回転部材１２に対する位置関係は相対的なものであり、上記ケーシング１３とキャップ１０とが反対であってもかまわない。その場合、ケーシング１３に形成した収容部の底面は、キャップ１０で形成することになる。

第１実施形態の回路図である。図１のＡ―Ａ線断面図である。従来例の断面図である。図３のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

Ａ芯出し機構
１０キャップ
１０ａ（キャップの）内面
１２回転部材
１２ｂ（回転部材の）挿入側端面
１３ケーシング
１４収容部
１４ａ（収容部の）底面
１５凹部
１６凸部
１８第１板状部材
１９第２板状部材

Claims

収容部を有するケーシングと、このケーシングの収容部に回転自在に組み込んだ回転部材と、収容部の開口部分を塞ぐキャップとを備え、このケーシング内に充填した粘性流体でダンピング力を発揮する回転ダンパにおいて、上記ケーシングまたはキャップのいずれか一方に凹部あるいは凸部を設け、上記回転部材には凸部あるいは凹部を設け、上記ケーシングまたはキャップに設けた凹部または凸部に上記回転部材に設けた凸部あるいは凹部をはめ合わせることによって回転部材の芯出し機構を構成する一方、上記回転部材の挿入側端面と収容部の底面との間に上記回転部材およびケーシングの摺動面より硬度が高い材質からなる第１板状部材を介在させ、回転部材のキャップ側端面とキャップの内面との間に上記回転部材およびキャップの摺動面より硬度が高い材質からなる第２板状部材を介在させるとともに、上記ケーシングとキャップとを締結するための締結手段を備え、この締結手段の締結力を、ケーシングとキャップとによる挟持力として上記第１、第２板状部材を介して上記回転部材へ作用させ、この挟持力で上記回転部材の傾きを防止する構成にした回転ダンパ。