JP5025947B2 - 回転ダンパー - Google Patents

Description

本発明は、回転ダンパーに関する。

従来、例えば各種の開閉機構などに用いられて、開閉部材の開閉動作に対してトルクを付与するダンパーとして、回転ダンパーが知られている。このような回転ダンパーとしては、トーションバネなどの付勢部材を用いる機構のものと、オイル等の粘性流体を用いる機構のものとが知られている。
トーションバネなどの付勢部材を用いる機構のものは、付勢部材の変位の時期、すなわち付勢の初期、中期、後期などでその付勢力が除々に変化するため、そのようなダンパー機能が要求され、あるいはこのような変化が問題とならない構造において主に用いられている。
一方、粘性流体を用いる機構のものは、基本的にトルクの付与によるダンパー機能が一定であり、したがって、開閉部材の開閉動作などを、一定の力で制動する構造に好適に用いられている。

ところで、このような粘性流体を用いる機構の回転ダンパーは、例えば粘性流体としてシリコーンオイルを用いたものが知られている。そして、このように粘性流体を用いた回転ダンパーでは、そのオイル漏れ（流体漏れ）を防止するため、Ｏリング等からなるシール部材が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１１４１５４号公報

しかしながら、前記のシリコーンオイル等の粘性流体を用いた回転ダンパーでは、粘性流体の粘度が温度に依存するため、そのダンパー機能も温度によって大きく変化してしまう。すると、特に一定の力、すなわち一定のダンパー機能で制動したい構造に適用する場合には、このような粘性流体を用いた回転ダンパーでも問題となることがある。
また、粘性流体を用いた回転ダンパーでは、前述したようにオイル漏れ（流体漏れ）を防止するためのシール部材が必要となることから、その構造が複雑になり、また粘性流体の注入工程が必要となることなどから、組立性が悪く生産性に劣るものとなっている。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、一定のダンパー機能を発揮させることができ、しかもシール部材を不要として構造を簡易化し、生産性を向上した回転ダンパーを提供することにある。

前記目的を達成するため本発明の回転ダンパーは、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた円環状のリング部と、前記ハウジング内に回動可能に収容され、前記ハウジングから一部が突出する軸体と、前記軸体に設けられ、かつ前記ハウジング内にて前記リング部に対しその円周方向に沿って摺動可能に当接する摺動部と、を備えてなり、
前記リング部は、少なくとも前記摺動部に当接する当接部がエラストマー又は軟質ゴムからなり、その内部に気体が封入されてなることを特徴としている。

この回転ダンパーによれば、ハウジングに対して軸体を回動させると、その摺動部がリング部の当接部に対して摺動することで摩擦を生じ、これによって軸体にトルクを発生し、ダンパー機能を発揮する。その際、リング部はその内部に気体が封入されているため、弾性変形に伴う弾性復帰力と、内部の気体により生じる一定な内圧とからなる反発力が、当接部に対して一定に付与されることにより、前記摺動部と当接部との間の摺動による摩擦力がリング部の全周に亘って一定となり、したがって一定のダンパー機能を発揮するようになる。
また、エラストマー又は軟質ゴムからなるリング部の当接部は、その弾性変形の度合いが温度に影響されることはなく、空気等の気体も粘性流体に比べ温度依存性が低いため、前記の弾性復帰力と気体による内圧とからなる前記反発力は、温度変化にほとんど影響を受けることなくほぼ一定となる。したがって、発揮されるダンパー機能が、温度に依存することなく一定となる。
また、リング部内には空気等の気体を封入しているので、たとえこれが漏れても他の部材を汚すなどといった不都合がなく、したがってシール部材が不要となる。また、オイル等の粘性流体の注入工程も不要となる。

また、前記回転ダンパーにおいて、前記リング部は、円環状でエラストマー又は軟質ゴムからなり前記当接部を形成するリング部材と、前記ハウジングの内面とが、内部に気体を封入した状態で気密に密着して構成されているのが好ましい。
このようにすれば、単に大気中でリング部材をハウジングの内面に当接させ密着させるだけで、内部に気体としての空気を封入することができ、したがって構造が簡易になるとともにその組立性が極めて容易になり、従来に比べ生産性が大幅に向上する。

また、前記回転ダンパーにおいて、前記摺動部は、前記リング部の当接部の全周に当接するよう、円環状又は円盤状に形成されているのが好ましい。
このようにすれば、摺動部がリング部の当接部の全周に当接することにより、これらの間に生じる摩擦力が大きくなってダンパー機能が高まる。また、摺動部とリング部の当接部との間の接触面積が常に一定となり、さらに摺動が当接部の全周において連続していることから、軸体の回転によるダンパー機能がより安定して一定に発揮されるようになる。

また、前記回転ダンパーにおいて、前記摺動部は、前記軸体と一体に形成されているのが好ましい。
このようにすれば、構成部品の数が少なくなるため、組立性がより良好になり、生産性が向上する。

また、前記回転ダンパーにおいて、前記摺動部は、前記リング部の当接部の全周に当接するように円盤状に形成され、かつ前記軸体と一体に形成されてなるとともに、前記リング部の当接部に当接する側と反対の側が、前記ハウジングの内面に摺動可能で、かつ気密に当接し、これによって前記ハウジング内における、前記摺動部とハウジングの内面との当接箇所の外側が、該摺動部とハウジングとによって気密に構成されているのが好ましい。
このようにすれば、前記リング部の内部に封入された気体が、リング部の外側に洩れようとしても、このリング部を含むハウジング内の空間が、前記摺動部とハウジングの内面とが気密に当接していることで気密に構成されているため、前記気体のリング部外への洩れが抑制される。

本発明の回転ダンパーによれば、前述したように一定のダンパー機能が発揮されるようになることから、特に一定の力、すなわち一定のダンパー機能で制動したい構造に好適となる。
また、オイルなどの粘性流体を用いることなく、流体としては、単に空気等の気体を用いているだけであるので、前述したようにシール部材が不要となり、粘性流体の注入工程も不要となる。したがって、従来に比べ生産性が大幅に向上する。
さらに、リング部の当接部の弾性復帰力と、気体による内圧と、からなる前記反発力は、温度変化にほとんど影響を受けることなくほぼ一定となるため、環境温度の変化にも影響されることなく、ダンパー機能を一定に発揮させることができる。

以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の回転ダンパーの一実施形態を示す図であり、図１中符号１は回転ダンパーである。この回転ダンパー１は、各種ドアーの開閉機構や、各種カバーの開閉機構、オーディオ機器における開閉扉の開閉機構などに用いられて、開閉部材の開閉動作に対して一定のトルクを付与し、ダンパー機能を発揮するよう構成されたものである。

この回転ダンパー１は、ハウジング２と、このハウジング２内に回動可能に収容されて、該ハウジング２内から軸体３の一部を外に突出させる軸部材４と、を備えたものである。ハウジング２は、例えば前記開閉機構における固定部（本体側）に設けられるようになっており、軸部材４は、その軸体３の、ハウジング２から突出した部分に、前記開閉機構の可動部（従動部）を制動するためのギアーやカムなどが取り付けられるようになっている。すなわち、可動部となる扉等の開閉部材には、通常ラックやギアーなどが設けられており、前記軸体３に設けられるギアーやカムなどは、開閉部材のラックやギアーなどと歯合することなどで、開閉部材の開閉動作を制御するようになっているのである。

また、このハウジング２内には、図２の側断面図に示すように、円環状のリング部５が形成されている。ここで、ハウジング２は、図２、及び図３の分解斜視図に示すように、ハウジング本体６とこのハウジング本体６に一体に係止するカバー７とからなるもので、硬質の合成樹脂等によって形成されたものである。ハウジング本体６は、略円盤状の底板６ａと、この底板６ａの一方の面（内面）に一体に形成された円筒状の係合筒部６ｂと、この係合筒部６ｂの中心部において前記底板６ａに一体に形成された円柱状の係合凸部６ｃと、底板６ａの側部に張り出した状態で形成された一対の取付部６ｄ、６ｄと、からなるものである。

底板６ａには、図２に示すようにその一方の面（内面）に係合突起６ｅが複数設けられている。この係合突起６ｅは、後述するリング部材に係合することにより、このリング部材が回動してしまうのを防止するためのものである。
係合筒部６ｂには、その外周側に係合環８が外挿され、溶着又は接着等によって係合筒部６ｂに一体に取り付けられている。この係合環８には、前記底板６ａ側に係合凹部８ａが形成されている。なお、この係合環８については、前記係合筒部６ｂの一部、すなわち一体成型品としてのハウジング本体６の一部として形成してもよい。また、係合凹部８ａに代えて、螺子部を形成してもよい。
取付部６ｄは、図３に示すように隣り合って形成された一対の取付片６ｆ、６ｆからなるもので、これら取付片６ｆ、６ｆの間に螺子等が嵌め込まれることにより、ハウジング本体２は、前記開閉機構における固定部などに取り付け固定されるようになっている。

カバー７は、有蓋円筒状のもので、図２に示すようにその円筒部７ａの内周面に形成された係合部７ｂが、前記ハウジング本体６の係合環８、さらにその係合凹部８ａに係合することにより、ハウジング本体６に一体に係止したものである。なお、係合環８に係合凹部８ａではなく螺子部を形成した場合には、カバー７にも前記係合部７ｂに螺子部を形成しておき、カバー７と前記係合環８（ハウジング本体６）とを螺合によって一体化する。また、このカバー７には、図３に示すようにその蓋部７ｃの中心部に、円形の開口部７ｄが形成されている。このような構成のもとにハウジング２は、その内部に収容空間を形成したものとなっている。

このハウジング２内、すなわちその収容空間には、円環状のリング部材９が設けられており、これによって前記のリング部５（図２参照）が形成されている。リング部材９は、シリコンゴムなどの、軟質の合成樹脂（エラストマー）又は軟質ゴムからなるもので、弾性変形可能に形成されたものであり、本発明における当接部となるものである。ここで、このリング部材９としては、その内面及び／又は外面にフッ素樹脂や金属等のコーティングがなされ、該リング部材９自体を気体（空気）が透過してしまうのが抑えられた構造であってもよい。

このリング部材９は、タイヤ形状や浮き袋形状に似た円環状のもので、図２に示すように内部に空洞部９ａを有し、その一方の側（前記底板６ａ側）を円周方向に沿って開口したものである。また、このリング部材９は、図３に示すように未使用状態では、その他方の側（前記底板６ａと反対の側）が、側断面視した状態で半円状（半球面状）に湾曲して形成されている。また、リング部材９には、図２に示すように前記開口部９ｂの両側（外側及び内側）にそれぞれフランジ部９ｃが形成されている。

そして、リング部材の内部孔９ｄ、すなわちフランジ部９ｃの内側に形成された内部孔９ｄが、前記底板６の係合凸部６ｃに外挿し係合している。ここで、内部孔９ｄを形成する内側のフランジ部９ｃの側端面は、係合凸部６ｃに密着した状態で当接させられており、外側のフランジ部９ｃの側端面も、前記係合筒部６ｂの内面に密着した状態で当接させられている。さらに、これら両側のフランジ部９ｃは、その底面が底板６ａの内面に当接し密着させられている。

このような構成のもとにリング部材９は、その内部に空気（気体）を封入した状態で、ハウジング本体６の底板６ａなどに対して気密に接合されたものとなっている。そして、これによりリング部材９は、ハウジング本体６の底板６ａなどとともに、本発明におけるリング部５を構成している。なお、リング部材９のフランジ部９ｃ側には複数の係合凹部（図示せず）が形成されており、これら係合凹部が前記底面６ａの係合突起６ｅと係合することにより、前述したようにリング部材９は、ハウジング本体６に対してその円周方向に回動することなく固定されたものとなっている。

また、ハウジング２内、すなわちその収容空間には、前述したように軸部材４が設けられている。この軸部材４は、合成樹脂や合成ゴム等によって形成されたもので、前記軸体３と、前記リング部５のリング部材９に対して摺動可能に当接する摺動部１０とが、一体に形成されたものである。摺動部１０は、図３に示すように円盤状のもので、その中央部に前記軸体３を一体に形成したものである。また、この摺動部１０において、軸体３を形成した側と反対の側の面は、図２に示すように前記リング部５のリング部材９に摺動可能に当接する摺動面１０ａとなっている。

一方、この摺動面１０ａと反対の側の面には、その外周部に、円環状の膨出部１０ｂが形成されている。この膨出部１０ｂは、その側断面形状が略半円状となるように形成されたもので、前記カバー７の内面に摺動可能で、かつ気密に当接している。このような構成によって膨出部１０ｂは、カバー７とは面で接触することなく、ほとんど線に近い状態で接触したものとなっている。したがって、後述するようにハウジング２に対して軸部材４が回動させられた際、膨出部１０ｂはカバー７の内面に摺動することで摩擦を生じるものの、ここで生じる摩擦抵抗は小さくなるようになっている。また、膨出部１０ｂとカバー７の内面とが気密に当接していることにより、ハウジング２内における、前記膨出部１０ｂとカバー７の内面との当接箇所の外側の空間が、摺動部１０とハウジング２とによって気密に構成されたものとなっている。したがって、この気密に構成された空間からは、空気が抜けないようになっていると同時に、この気密空間に、前記カバー７の開口部７ｄから例えば異物などが入り込まないようになっている。

前記軸体３は、円柱状のもので、その先端側が前記カバー７の開口部７ｄから外側に突出させられたものであり、前述したようにこの突出した部分に、扉等の開閉部材を制動するためのギアーやカムなどが取り付けられるようになっている。すなわち、軸体３の突出部分にはその周方向に沿って係合溝３ａが形成されており、この係合溝３ａに前記のギアーやカムなどが係合させられ、固定されるようになっている。また、この軸体３には、ギアーやカムなどを介することなく、直接扉等の開閉部材が設けられるようになっている。すなわち、軸体３の先端部形状が、Ｄカット形状（またはＩカット形状でも可）の回り止めがなされた形状となっており、これによって開閉部材を直接取り付けた場合にも、回り止めがなされるようになっている。なお、軸体３に貫通孔を設け、ピン等の部材をこの貫通孔に挿し込むことにより、開閉部材の回り止めをなすように構成してもよい。

このような構成の回転ダンパー１を作製するには、まず、ハウジング本体６の底板６ａの係合筒部６ｂに係合環８を外挿して被着し、溶着又は接着等によって係合筒部６ｂに固定する。ただし、係合環８をハウジング本体６の一部として一体成型してもよいのは、前述した通りである。

次に、ハウジング本体６の底板６ａの内面にリング部材９を当接させ密着させる。すなわち、リング部材９の内部孔を係合凸部６ｃに係合させ、かつ、リング部材９の係合凹部（図示せず）を底面６ａの係合突起６ｅに係合させ、その状態でフランジ部９ｃを底板６ａや係合凸部６ｃ、係合筒６ｂにそれぞれ密着させ、リング部５を形成する。このとき、組立時の環境としては、一般の大気雰囲気とすればよく、これにより、リング部材９と底板６ａとの間に形成される空間には、自然に空気が封入されることになる。ただし、封入される空気中の水分を少なくする目的で、環境中の水分（湿度）を低く調整しておいてもよい。また、封入後の空気（気体）による内圧を大きくする目的で、リング部材９と底板６ａとの間に発泡剤を設けておき、リング部材９を底板６ａに密着させた後、例えば最終工程で加熱等により発泡剤を発泡させ、内圧を高めるようにしてもよい。なお、必要に応じて接着剤を用い、フランジ部９ｃを底板６ａに接着するようにしてもよい。

次いで、リング部材９の上に軸部材４の摺動部１０を載せ、その摺動面１０ａをリング部材９に当接させる。その際、これら摺動面１０ａとリング部材９との間に、必要に応じてうすくグリースを塗布し、その摺動を滑らかにしてもよい。そして、その状態でカバー７を被せ、その開口部７ｄに軸体３の先端側を通す。その際にも、摺動部１０の膨出部１０ｂとカバー７の内面との間に、必要に応じてうすくグリースを塗布し、その摺動を滑らかにしてもよい。

さらに、カバー７をハウジング本体６側に押圧し、その係合部７ｂを前記係合環８に無理嵌めや螺合によって係合させる。そして、ハウジング本体６とカバー７とを溶着や接着等によって気密に固定する。
このようにして、ハウジング本体６とカバー７とからなるハウジング２内にリング部材９と軸部材４とを収容すると、リング部材９は軸部材４の摺動部１０を介してカバー７に押圧され、弾性変形することによってその内圧を高め、相対的に摺動部１０を押圧するようになる。
また、膨出部１０ｂとカバー７の内面とが気密に当接するようになる。これにより、ハウジング２内における、前記膨出部１０ｂとカバー７の内面との当接箇所の外側の空間、すなわちリング部５を形成した側の収納空間が、摺動部１０とハウジング２とによって気密な閉空間に形成される。

次に、このような構成の回転ダンパー１の作用について説明する。
この回転ダンパー１を使用するには、まず、ハウジング本体６の取り付け部６ｄ、６ｄを利用してこれを例えば開閉装置（開閉機構）の本体側（固定部側）に取り付ける。そして、ハウジング２から突出した軸体３にギアーやカムを取り付け、さらにこれらギアーやカムを扉等の開閉部材に設けられたギアー等に歯合させる。

このようにしてセットしたら、扉等の開閉部材を開閉動作させる。すると、この開閉動作に伴い、回転ダンパー１は、その軸体３が正方向あるいは逆方向に回動する。すなわち、軸体３は、ハウジング２に対して正方向あるいは逆方向に回動する。
そして、このようにして軸体３を回動させると、その摺動部１０がリング部５の当接部、すなわちリング部材９の上面部に対して摺動することで摩擦を生じ、これによって軸体３にトルクを発生し、前記の開閉部材に対してダンパー機能を発揮する。その際、リング部５はその内部に空気が封入されていることから、リング部材９の弾性変形に伴う弾性復帰力と、内部の気体により生じる一定な内圧とからなる反発力が、前記当接部に対して一定に付与されることにより、前記摺動部１０とリング部材９との間の摺動による摩擦力がリング部５の全周に亘って一定となる。

したがって、この回転ダンパー１にあっては、一定のダンパー機能を発揮することができるため、特に開閉部材等を一定の力、すなわち一定のダンパー機能で制動したい場合に、好適なものとなる。
また、リング部５内には空気（気体）を封入しているので、たとえこれが漏れても他の部材を汚すなどといった不都合がなく、したがってシール部材が不要となり、さらにはオイル等の粘性流体の注入工程も不要となる。したがって、従来に比べ生産性を大幅に向上することができる。
さらに、エラストマー又は軟質ゴムからなるリング部材９は、その弾性変形の度合いが温度に影響されることはなく、空気等の気体も粘性流体に比べ温度依存性が低いため、前記の弾性復帰力と気体による内圧とからなる前記反発力は、温度変化にほとんど影響を受けることなくほぼ一定となる。したがって、発揮されるダンパー機能が、温度に依存することなく一定となるため、環境温度の変化にも影響されることなく、ダンパー機能を一定に発揮させることができる。
また、膨出部１０ｂとカバー７の内面とを気密に当接させていることにより、ハウジング２内における、前記膨出部１０ｂとカバー７の内面との当接箇所の外側の空間を、摺動部１０とハウジング２とによって気密に構成しているので、前記リング部５の内部に封入した空気の、リング部５の外側への洩れを良好に抑制し、これによりリング部５による摩擦力を長期に亘って安定して生じさせることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では、リング部５をリング部材９とハウジング本体６の底板６ａとの間に空気（気体）を封入することで構成したが、本発明はこれに限定されることなく、独立した、気体を封入してなる浮き袋状のものによってリング部を構成し、これをハウジング２内に保持固定するようにしてもよい。

また、摺動部１０についても、前記実施形態では円盤状に形成したが、リング部に対してその円周方向に沿って摺動可能に当接すれば、円盤状、さらには円環状でなく、例えば扇状の羽を複数備えたプロペラ状のものであってもよい。
さらに、このような摺動部と軸体とを別体とし、これらを組み立てることで軸部材を形成するようにしてもよい。

本発明の回転ダンパーの一実施形態の、概略構成を示す斜視図である。 図１に示した回転ダンパーの側断面図である。 図１に示した回転ダンパーの分解斜視図である。

符号の説明

１…回転ダンパー、２…ハウジング、３…軸体、４…軸部材、５…リング部、９…リング部材（当接部）、１０…摺動部、１０ａ、摺動面、１０ｂ…膨出部

Claims (1)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられた円環状のリング部と、
   前記ハウジング内に回動可能に収容され、前記ハウジングから一部が突出する軸体と、
   前記軸体に設けられ、かつ前記ハウジング内にて前記リング部に対しその円周方向に沿って摺動可能に当接する摺動部と、を備えてなり、
   前記リング部は、円環状でエラストマー又は軟質ゴムからなり、かつ前記摺動部に当接する当接部を形成するリング部材と、前記ハウジングの内面とが、内部に気体を封入した状態で気密に密着して構成され、
   前記摺動部は、前記リング部の当接部の全周に当接するように円盤状に形成され、かつ前記軸体と一体に形成されてなるとともに、前記リング部の当接部に当接する側と反対の側が、前記ハウジングの内面に摺動可能で、かつ気密に当接し、これによって前記ハウジング内における、前記摺動部とハウジングの内面との当接箇所の外側が、該摺動部とハウジングとによって気密に構成されていることを特徴とする回転ダンパー。

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