JP6577862B2 - ロータリダンパ - Google Patents

Description

本発明は、ロータリダンパに関する。

ロータ本体および一対のベーンを備えるロータを、ケースおよび蓋に対し回転可能に設けて、ロータを回転させることにより、一対のベーンが粘性流体内を移動し、各ベーンとケースおよび蓋との間を粘性流体が流動することにより、減衰力を発生させるロータリダンパが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１８８６３４号公報

しかし、ロータの一対のベーンの寸法精度がよくないため、従来のロータリダンパでは、所望の減衰力を精度よく発生させるために、一対のベーンと、ケースおよび蓋との間に形成される隙間をある程度広くし、比較的高い粘度の粘性流体を用いる必要があった。また、前記隙間が大きいので、減衰力を変化させるためにケース等に溝を形成する場合には、溝を大きくする（断面積を広くする）必要があり、ロータリダンパの大型化を招いていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、大型化をしなくても、所望の減衰力を精度よく発生させることができ、かつ減衰力を変化させることが可能なロータリダンパを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のロータリダンパは、粘性流体が充填される環状の空間を形成するハウジング本体と、前記ハウジング本体から前記空間内に突出し前記空間を区画する一対の区画部と、を有するハウジングと、前記一対の区画部の間において前記ハウジングに対し回転可能に設けられたロータ本体と、前記ロータ本体の外周面から前記空間内に向かって突出し前記ロータ本体と共に回転するベーンと、を有し、前記ロータ本体の外周面と、各区画部の内周面との間に隙間が形成されるロータと、前記ベーンに設けられ、前記ベーンと前記ハウジング本体の内面との間を塞ぐリップシールと、を備え、前記ハウジング本体の内面であって、前記ベーンの回転経路上の一部には、前記粘性流体を流通させる溝が形成され、前記ロータが一方向に回転し、前記ベーンが前記溝を通過後、前記ベーンにより押される前記粘性流体は、前記隙間のみを介して、前記一対の区画部により区画された空間の間を流通するように構成されている。

前記ハウジング本体は、リング状の周壁部と底部とにより有底円筒状をなすケースと、前記ケースに取り付けられる蓋とを有し、前記溝は、前記周壁部の内周面、前記底部の内面、および前記蓋の内面、のいずれかに形成されていても良い。また、前記溝は、前記溝を前記ロータの回転軸を含む平面で切った断面積が、前記ロータが回転する前記一方向に沿って、減少するように形成されていても良い。

各区画部には、前記一対の区画部により区画された空間を連通する通路が形成され、前記通路に往復動可能に設けられ、前記ロータが前記一方向に回転した場合に前記通路を遮断し、前記ロータが前記一方向の反対方向に回転した場合に前記通路を開放する逆止弁を更に備えても良い。

本発明によれば、大型化をしなくても、所望の制動トルクを精度よく発生させることができ、かつ制動トルクを変化させることが可能なロータリダンパを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るロータリダンパの分解斜視図を示す。 ケースの平面図を示す。 ケースの斜視図を示す。 ロータの平面図を示す。 ロータの斜視図を示す。 リップシールの斜視図を示す。 逆止弁を下側から見た斜視図を示す。 ロータが一方向に回転し、抵抗溝上を移動した場合におけるロータリダンパの動作を説明するための図である。 ロータが一方向に回転し、抵抗溝上を通過後のロータリダンパの動作を説明するための図である。 ロータが他方向に回転した場合におけるロータリダンパの動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る抵抗溝の形状を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。

図１は、本実施の形態に係るロータリダンパ１の分解斜視図を示している。

＜ロータリダンパ１の全体構成＞
図１に示すように、本実施の形態に係るロータリダンパ１は、ケース１１と、Ｏリング１２と、蓋１３と、複数のリベット１４と、ロータ１５と、一対のリップシール１６と、一対の逆止弁１７とを備える。ケース１１、蓋１３、およびロータ１５により、粘性流体（オイル、シリコン等）１８（図８）が充填される充填空間１９が形成される。

＜ケース１１＞
図２は、ケース１１の平面図を示し、図３は、ケース１１の斜視図を示している。ケース１１は、金属または樹脂により構成され、有底円筒状をなし、リング状の周壁部１１Ａと、底部１１Ｂとを有する。周壁部１１Ａの底部１１Ｂに対する反対側（開口部側）には、環状溝１１ｃが形成され、フランジ部１１Ｄが設けられている。フランジ部１１Ｄには、複数のリベット挿入孔１１ｅが形成されている。フランジ部１１Ｄの一部には、ピン挿入孔１１ｆが形成されたピン挿入部１１Ｇが設けられている。ピン挿入孔１１ｆに図示せぬピンが挿入されることにより、ケース１１が回転するのが防止される。

底部１１Ｂには、貫通孔１１ｈが形成されている。周壁部１１Ａの内周面１１Ｊおよび底部１１Ｂの内面１１Ｋには、充填区間１９内に突出する一対の区画部１１Ｌが設けられている。一対の区画部１１Ｌは、ケース１１の径方向において互いに対向するように設けられ、一対の区画部１１Ｌにより充填空間１９が２つの空間１９ａ、１９ｂに区画される。

各区画部１１Ｌには、その蓋１３側に円周方向に沿って２つの空間１９ａ、１９ｂに連通する通路１１ｍが形成されている。また、各区画部１１Ｌには、ケース１１の円周方向における一方側に、凹部１１ｎが形成されている。各区画部１１Ｌにおいて、その通路１１ｍ内であって円周方向の一方側に、径方向に互いに離間する一対の凸部１１Ｏが設けられている。

各区画部１１Ｌは、径方向において最も内側に位置する内周面１１Ｐと、蓋１３に当接する上面１１Ｑとを有する。

ケース１１の底部１１Ｂの内面１１Ｋには、抵抗溝１１ｒが形成されている。抵抗溝１１ｒは、後述のロータ１５の各ベーン１５Ｂの回転経路上に形成され、各ベーン１５Ｂの回転経路のうち、所定の区間に形成されている。なお、抵抗溝１１ｒの、径方向の幅および円周方向の長さは適宜設定可能である。

＜Ｏリング１２＞
Ｏリング１２は、ゴム等の弾性体により構成され、ケース１１の環状溝１１ｃに挿入されている。Ｏリング１２は、ケース１１と蓋１３とに狭圧され、充填空間１９の密閉性を高めて粘性流体１８が外部に漏れるのを防止する。

＜蓋１３＞
蓋１３は、金属または樹脂により構成され、図１に示すように円板状をなしている。蓋１３の中心には、貫通孔１３ａが形成され、蓋１３の周縁には、複数のリベット挿入孔１３ｂが形成されている。ケース１１および蓋１３の複数のリベット挿入孔１１ｅ、１３ｂに複数のリベット１４が挿入されることにより、蓋１３は、ケース１１の開口を塞ぐようにケース１１に取り付けられる。蓋１３がケース１１に取り付けられた状態で、蓋１３の裏面（内面）１３Ｃは、ケース１１の各区画部１１Ｌの上面１１Ｑに当接する。なお、ケース１１のうち一対の区画部１１Ｌを除いた部分と、蓋１３とが、ハウジング本体に相当する。

＜ロータ１５＞
図４は、ロータ１５の平面図を示し、図５は、ロータ１５の斜視図を示している。ロータ１５は、ロータ本体１５Ａと、一対のベーン１５Ｂとを有する。ロータ本体１５Ａは、角孔（本実施形態では六角形）１５ｃが形成された円筒状をなし、その軸方向に一対の端部１５Ｄ、１５Ｅを有する。角孔１５ｃには、外部からの回転力をロータ１５に伝達するシャフト（不図示）が挿入される。

一方の端部１５Ｄは、ケース１１の底部１１Ｂの貫通孔１１ｈに対し、摺動可能に挿入され、他方の端部１５Ｅは、蓋１３の貫通孔１３ａに対し、摺動可能に挿入される。なお、充填空間１９から粘性流体１３が外部に漏れないように、Ｏリング等のシール材を、ロータ本体１５Ａの端部１５Ｄとケース１１の底部１１Ｂとの間およびロータ本体１５Ａの端部１５Ｅと蓋１３との間のそれぞれに介在させて密封性を高めるようにしてもよい。

ロータ本体１５Ａは、径方向において一対の区画部１１Ｌの間に配置される。ロータ本体１５は、一対の区画部１１Ｌの内周面１１Ｐとの間に隙間Ｇ（図８（ａ））を形成する外周面１５Ｆを有する。

一対のベーン１５Ｂは、ロータ本体１５Ａの外周面１５Ｆに対し、径方向において互いに逆側に設けられ、充填空間１９内に向かって突出している。各ベーン１５Ｂは、ロータ１５の回転軸に対し対称な形状をなしている。各ベーン１５Ｂは、蓋１３の裏面１３Ｃに対向する上面１５Ｇと、ケース１１の内周面１１Ｊに対向する端面１５Ｈ、ケース１１の内面１１Ｋに対向する下面１５Ｉとを有する。

また、各ベーン１５Ｂには、リップシール１６を挿入するための一対の挿入溝１５ｊ（図４、５では、上側のみ図示）が形成されている。一対の挿入溝１５ｊは、各ベーン１５Ｂに対し、上面１５Ｇ側および下面１５Ｉ側に形成されている。

＜リップシール１６＞
図６は、リップシール１６の斜視図を示す。リップシール１６は、樹脂等の弾性を有する材料により構成され、一対の挿入部１６Ａと、一対の第１シール片１６Ｂと、第２シール片１６Ｃとを有する。一対の挿入部１６Ａは、それぞれ略矩形状をなし、ベーン１５Ｂの挿入溝１５ｊに挿入される。

各第１シール片１６Ｂは、略矩形状をなし、各挿入部１６Ａに一体的に設けられている。第２シール片１６Ｃは、略矩形状をなし、一対の挿入部１６Ａに対し、一体的に設けられている。

図８（ｂ）に示すように、リップシール１６がベーン１５Ｂに装着された状態では、一対の第１シール片１６Ｂは、それぞれ蓋１３の裏面１３Ｃおよびケース１１の内面１１Ｋに当接可能に構成されている。また、リップシール１６がベーン１５Ｂに装着された状態では、リップシール１６の第２シール片１６Ｃは、ケース１１の内周面１１Ｊに当接可能に構成されている。

＜逆止弁１７＞
図７は、逆止弁１７を下側から見た斜視図を示す。逆止弁１７は、ケース１１の湾曲状の通路１１ｍに沿って湾曲した板状の基部１７Ａと、基部１７Ａの円周方向における一方側に設けられた一対のストッパ１７Ｂと、基部１７Ａの円周方向における他方側に設けられた弁部１７Ｃとを有する。基部１７Ａは、上面１７Ｄと下面１７Ｅとを有する。

図８（ｂ）に示すように、各逆止弁１７は、一対のストッパ１７Ｂと弁部１７Ｃとの間に、一対の凸部１１Ｏが位置するように、ケース１１の通路１１ｍに配置されている。各逆止弁１７は、ケース１１の通路１１ｍに沿って往復動可能である。各逆止弁１７の基部１７Ａの下面１７Ｅは、ケース１１の区画部１１Ｌの一対の凸部１１Ｏに上側から当接する。図１に示すように、各逆止弁１７の基部１７Ａの上面１７Ｄは、ケース１１の区画部１１Ｌの上面１１Ｑと面一であり、蓋１３の裏面１３Ｃに当接する。

図９（ａ）、図１０（ａ）に示すように、各逆止弁１７の弁部１７Ｃは、ケース１１の区画部１１Ｌの凹部１１ｎに対し、進入または退避可能に構成されており、弁部１７Ｃがケース１１の凹部１１ｎに進入し当接した状態では、通路１１ｍの円周方向における一方側が塞がれた状態となり、粘性流体１８の流通が遮断される。一方、各逆止弁１７の弁部１７Ｃが、ケース１１の凹部１１ｎから退避した状態では、通路１１ｍの円周方向における一方側が開放された状態となり、粘性流体１８の流通が可能となる。なお、通路１１ｍの円周方向における他方側は、各逆止弁１７の一対のストッパ１７Ｂが径方向において互いに離間しているので、常に開放された状態にある。

各逆止弁１７が、通路１１ｍの円周方向における一方側に移動すると、一対のストッパ１７Ｂは、ケース１１の区画部１１Ｌの一対の凸部１１Ｏに当接して、各逆止弁１７の移動が規制される。

＜ロータリダンパ１の動作＞
次に、本実施形態に係るロータリダンパ１の動作について説明する。図８は、ロータ１５が一方向に回転し、抵抗溝１１ｒ上を移動した場合におけるロータリダンパ１の動作を説明するための図である。図９は、ロータ１５が一方向に回転し、抵抗溝１１ｒ上を通過後のロータリダンパ１の動作を説明するための図である。図１０は、ロータ１５が他方向に回転した場合におけるロータリダンパ１の動作を説明するための図である。

図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、図示せぬシャフトにより回転力がロータ１５に付与され、ロータ１５が、ケース１１に対して、一方向（α方向）に相対的に回転すると、逆止弁１７は、一方向（α方向）にスライドし、各逆止弁１７の弁部１７Ｃは、ケース１１の凹部１１ｎに進入・当接し、各区画部１１Ｌの通路１１ｍにおける粘性流体１８の流通を遮断する。

リップシール１６は、ケース１１の抵抗溝１１ｒ上を移動するので、図８（ｃ）に示すように、ベーン１５Ｂにより押された粘性流体１８は、ケース１１の抵抗溝１１ｒを介して、矢印Ｘで示すように、ベーン１５Ｂの一方向（α方向）の逆側に流れるので、粘性流体１８の粘性抵抗力は、あまり大きくならない。すなわち、ロータリダンパ１の減衰力はあまり大きくならない。

図９（ｂ）に示すように、ロータ１５の各ベーン１５Ｂがケース１１の抵抗溝１１ｒを通過後、リップシール１６の一対の第１シール片１６Ｂは、それぞれ蓋１３の裏面１３Ｃおよびケース１１の内面１１Ｋに当接する。これにより、図９（ａ）に示すように、各ベーン１５Ｂにより押された粘性流体１８は、矢印Ｙで示すように、隙間Ｇのみを一方の空間１９ａから他方の空間１９ｂへ、および、他方の空間１９ｂから一方の空間１９ｂへ流れる。

このように、粘性流体１８が狭い隙間Ｇのみを流れるため、大きな粘性抵抗力が発生し、ロータリダンパ１に大きな減衰力が発生する。

一方、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、図示せぬシャフトにより回転力がロータ１５に付与され、ロータ１５が、ケース１１に対して、一方向に対する反対方向である他方向（β方向）に相対的に回転すると、逆止弁１７は、他方向（β方向）にスライドし、各逆止弁１７の弁部１７Ｃは、ケース１１の凹部１１ｎから退避し、通路１１ｍの円周方向における一方側が開放された状態となり、通路１１ｍにおいて粘性流体１８の流通が可能となる。

このため、各ベーン１５Ｂにより押された粘性流体１８は、通路１１ｍを介して、一方の空間１９ａから他方の空間１９ｂへ、および他方の空間１９ｂから一方の空間１９ｂへ流れる。よって、粘性流体１８の粘性抵抗力は、あまり大きくならない。すなわち、ロータリダンパ１の減衰力はあまり大きくならない。

＜作用効果＞
本実施の形態のロータリダンパ１によれば、ケース１１の底部１１Ｂの内面１１Ｋであって、各ベーン１５Ｂの回転経路上の一部には、粘性流体１８を流通させる抵抗溝１１ｒが形成され、ロータ１５が一方向に回転し、各ベーン１５Ｂが抵抗溝１１ｒを通過後、各ベーン１５Ｂにより押される粘性流体１８は、隙間Ｇのみを介して、一対の区画部１１Ｌにより区画された空間１９ａ、１９ｂの間を流通するように構成されている。

かかる構成により、粘性流体１８の粘度が比較的低くても、大きな粘性抵抗力を発生させることができ、ロータリダンパ１に大きな減衰力を精度よく発生させることができる。よって、減衰力を低下させる領域を設けるために抵抗溝１１ｒを形成したとしても、大きな溝（断面積の広い溝）を形成する必要がない。このため、ロータリダンパ１を大型化しなくても、所望の減衰力を精度よく発生させることができ、かつ、減衰力を変化させることが可能なロータリダンパ１を提供することができる。

また、ケース１１の底部１１Ｂの内面１１Ｋに、抵抗溝１１ｒが形成されている。よって、所望の形状の抵抗溝１１ｒを容易に形成することができる。

また、各区画部１１Ｌには、一対の区画部１１Ｌにより区画された空間１９ａ、１９ｂを連通する通路１１ｍが形成され、各逆止弁１７は、通路１１ｍに往復動可能に設けられ、ロータ１５が一方向に回転した場合に通路１１ｍを遮断し、ロータ１５が反対方向に回転した場合に通路１１ｍを開放する。かかる構成によれば、一方向にのみ減衰作用を発揮するロータリダンパ１を提供することができる。

なお、本実施の形態に係るロータリダンパ１は、例えば、自動車、鉄道車両、航空機、船舶等で用いられるリクライニング機能付きの座席シートに広く適用できる。また、双方向に回転するロータの一方向側への回転運動を制動することが必要とされる装置であれば、リクライニング機能付きの座席シート以外の装置にも広く適用できる。

また、本実施の形態に係るロータリダンパ１を自動車のシートに装着した場合には、シートを前方へ倒した時に、所望の角度から大きな減衰力を発生させることができ、シートを常に同じ動作で前方へ倒すことができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

例えば、上記の実施の形態において、抵抗溝１１ｒは、ケース１１の底部１１Ｂの内面１１Ｋに形成したが、ケース１１の周壁部１１Ａの内周面１１Ｊに形成しても良いし、蓋１３の裏面１３ｃに形成しても良い。

また、上記の実施の形態に係るロータリダンパ１では、充填空間１９を一対の区画部１１Ｌで空間１９ａ、１９ｂに区画して、ロータ１５に一対のベーン１５Ｂを設けた。しかし、上記の実施形態に係るロータリダンパ１は、充填空間１９を区画する区画部１１Ｌおよびロータ１５のベーン１５Ｂは同数であれば、１または３以上設けても良い。

また、上記の実施の形態において、抵抗溝１１ｒの深さおよび径方向の幅は一定であったが、図１１に示すように、抵抗溝１１ｒは、それをロータ１５の回転軸を含む平面で切った断面積が、ロータ１５が回転する一方向（α方向）に沿って、減少するように形成しても良い。例えば、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、抵抗溝１１ｒの深さは一定で、径方向の幅を徐々に又は段階的に変化させ、抵抗溝１１ｒの断面積を減少するようにしても良いし、図１１（ｃ）、（ｄ）に示すように、抵抗溝１１ｒの径方向の幅は一定で、深さを徐々に又は段階的に変化させ、抵抗溝１１ｒの断面積を減少するようにしても良い。

１ ロータリダンパ
１１ ケース
１１Ａ 周壁部
１１Ｂ 底部
１１Ｊ 内周面
１１Ｋ 内面
１１Ｌ 区画部
１１ｍ 通路
１１ｒ 溝
１１Ｐ 内周面
１３ 蓋
１３Ｃ 裏面
１５ ロータ
１５Ａ ロータ本体
１５Ｂ ベーン
１５Ｆ 外周面
１６ リップシール
１７ 逆止弁
１８ 粘性流体
１９、１９ａ、１９ｂ 空間
Ｇ 隙間

Claims (3)

1. 粘性流体が充填される環状の空間を形成するハウジング本体と、前記ハウジング本体から前記空間内に突出し前記空間を区画すると共に当該区画された各空間を連通する通路が形成された一対の区画部と、を有するハウジングと、
   前記一対の区画部の間において前記ハウジングに対し回転可能に設けられたロータ本体と、前記ロータ本体の外周面から前記空間内に向かって突出し前記ロータ本体と共に回転するベーンと、を有し、前記ロータ本体の外周面と、各区画部の内周面との間に隙間が形成されるロータと、
   前記ベーンに設けられ、前記ベーンと前記ハウジング本体の内面との間を塞ぐリップシールと、
   前記通路に往復動可能に設けられ、前記ロータが一方向に回転した場合に前記通路を遮断し、前記ロータが前記一方向の反対方向に回転した場合に前記通路を開放する逆止弁と、を備え、
   前記ハウジング本体の内面であって、前記ベーンの回転経路上の一部には、前記粘性流体を流通させる溝が形成され、
   前記ハウジング本体は、有底円筒状をなすケースと、前記ケースに取り付けられる蓋とを有し、
   前記蓋が前記ケースに取り付けられた状態で、前記蓋の内面は、前記ケースの各区画部における前記蓋の前記内面との対向面に当接し、
   前記逆止弁における前記蓋の前記内面との対向面は、前記ケースの各区画部における前記蓋の前記内面との前記対向面と面一であり、前記蓋の前記内面に当接し、
   前記ロータが前記一方向に回転し、前記ベーンが前記溝を通過後、前記ベーンにより押される前記粘性流体は、前記隙間のみを介して、前記一対の区画部により区画された空間の間を流通するように構成された、ロータリダンパ。
2. 前記ケースは、リング状の周壁部と底部とにより有底円筒状をなし、
   前記溝は、前記周壁部の内周面、前記底部の内面、および前記蓋の前記内面、のいずれかに形成されている、請求項１に記載のロータリダンパ。
3. 前記溝は、前記溝を前記ロータの回転軸を含む平面で切った断面積が、前記ロータが回転する前記一方向に沿って、減少するように形成されている、請求項１または請求項２に記載のロータリダンパ。

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