JP7088993B2 - ダンパー - Google Patents

Description

本発明は、回転体の外周面に装着されたばね部材によって回転体の回転速度の増大を抑制するダンパーに関する。

室内等に配設されるブラインドには、水平方向に延びる複数枚のスラットが上下方向に配列されて上下方向に移動可能な形式のものがある。かような形式のブラインドにあっては、複数枚のスラットは夫々上下方向に延びる昇降コードを介して連結されており、昇降コードの一端はスラットと平行に水平方向に延びるボトムレールに、他端はヘッドボックス内の巻き取り機構の出力回転部材に夫々接続されている。巻き取り機構の入力回転部材には操作コードが接続されており、操作コードを操作して入力回転部材を正逆方向に回転させることで昇降コードを介して出力回転部材に接続されたボトムレールが昇降動し、これにより複数のスラットを上下方向に移動させることができる。巻き取り機構には通常、操作コードを保持するストッパー（コードロックと称されることもある）が設けられており、操作コードを左右方向の一方（通常は外側）に強制することで操作コードは任意の位置で保持され、ボトムレールを任意の高さ位置（上下方向位置）で固定することができる。操作コードがストッパーにより保持されている状態で操作コードを左右方向の他方に強制ことで上記保持は解除される。

上述したとおり入力回転部材及び出力回転部材は連動して回転することから、例えば、操作コードを引っ張ってボトムレールを上昇させた状態において、操作コードがストッパーにより保持されていなければ、操作コードから手を離すとボトムレールは自由落下して床に衝突或いは昇降コードが最大限引き出されて巻き取り機構に衝撃が付加される。これは上記ストッパーによる操作コードの保持が解除された状態からかかる保持を解除してボトムレールが自由落下する場合も同様である。かようなボトムレールの自由落下を防止するために、上記巻き取り機構にダンパーを設けてボトムレールの降下速度を制限することがある。

ダンパーとしては、内部にシリコンオイル等の比較的粘性の高い流体が封入されたハウジングと、ハウジングに回転自在に装着された回転部材とを備えるロータリーダンパーが実用に供されている。このロータリーダンパーにおいては、流体の粘性抵抗により回転部材の回転に対して逆向きのトルクを回転部材に作用させることで、入力回転部材又は出力回転部材の回転速度を制限する。下記特許文献１には、上述したロータリーダンパーの一例が開示されている。

ところで、異なる２つの部材間の回転を断接する機械部品としてトルクリミッタがある。下記特許文献２には本願の出願人によって本願に先立って出願されて既に特許されたトルクリミッタが開示されている。このトルクリミッタは、断面円形の装着部を備えた軸状の内輪部材と、内輪部材の装着部の外周面に接触して装着され、単一の線材を同一方向に多数回にわたり巻回して形成されるばね部材と、ばね部材が装着された回転体が挿入される筒状の外輪部材とを具備している。ばね部材には線材の一部を屈曲して形成されるフックが軸方向に見て２つ設けられており、このフックが外輪部材と係合することでばね部材は外輪部材に対して回転不能となっている。このことから、内輪部材と外輪部材とが相対回転すると、フックはばね部材の締め付けが緩む方向に外輪部材によって押され、内輪部材と外輪部材との間にかかる回転トルクが所定値以下の場合には、内輪部材は外輪部材と一体回転するが、上記回転トルクが所定値よりも大きい場合には、内輪部材は外輪部材に対して回転する。一方、特許文献３には更に、ばね部材を用いたトルクリミッタにおいて、内輪部材をＰＰＳ樹脂で成形することが開示されている。特許文献３には必ずしも明確には示されていないが、内輪部材がＰＰＳ樹脂で成形されている場合、ばね部材に対する内輪部材の回転速度が増大するに従って両部材間の摩擦力は増大する。

特開平７－１２１６６号公報 特許第３３４４９０５号公報 特許第５９７２４８３号公報

而して、特許文献１に開示されたロータリーダンパーにあっては、ハウジング内に封入された流体が外部に漏洩する虞がある。また、一般的に流体の粘性抵抗は温度によって変化することから、気温の高い夏場と気温の低い冬場とではロータリーダンパーが付与する上記逆向きのトルクが変化してしまい、これにより制限される入力部材又は出力部材の回転速度も異なってしまう。

特許文献３に開示されたトルクリミッタにあっては、内輪部材はばね部材に対する回転速度が増大するに従ってばね部材との間の摩擦力も増大する特性を有する合成樹脂材料（ＰＰＳ樹脂）により成形されているためばね部材に対する内輪部材の回転速度の増大は効果的に抑制されることから、外輪部材を固定すれば内輪部材の回転がばね部材の締め付け力によって所要程度抑制されるダンパーとして機能するとも思える。然しながら、ばね部材の線材が同一方向に連続して多数回にわたって巻回されていることに起因して、特許文献３（及び２）に開示されたトルクリミッタをダンパーとして使用することはできない。これは以下の理由による。本発明者等の経験によれば、必ずしもそのメカニズムは解明されていないが、ばね部材の線材が同一方向に連続して多数回にわたって巻回されていると、ばね部材に対して内輪部材が回転する際に、内輪部材の回転速度に対する内輪部材とばね部材との間の摩擦力の変化は小さくなり、ばね部材の線材の巻回数が４以上であると上記変化は充分小さくなることが判明している。特許文献２及び３に開示されたトルクリミッタをダンパーとして使用するには、ばね部材に対する内輪部材の回転速度が増大するに従って両者間の摩擦力は増大すること（特性）が望ましいが、特許文献２及び３に開示されたトルクリミッタにあっては、ばね部材の線材は同一方向に連続して多数回にわたって巻回されているため上記特性を阻害してしまうためである。

また、特許文献２及び３に開示されたトルクリミッタにおいて、線材を１乃至３回巻回したばね部材を軸方向に直列に複数配置することも考えられるが、ばね部材をこのように配置すると以下のような問題が生じる。即ち、内輪部材が回転すると全てのばね部材が同時に緩み方向に作用することから、（１）ばね部材が軸方向に倒れて内輪部材は安定した摩擦力を得ることができない、更に（２）ばね部材に潤滑剤が塗布されていた場合には、潤滑剤が内輪部材の外周面上を軸方向に移動してばね部材から分離し、内輪部材とばね部材との間で焼き付きが生じてしまう虞がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ばね部材を利用した公知のトルクリミッタを改良し、流体の粘性抵抗を利用することなく機械的に回転体の回転速度を制限することが可能な新規のダンパーを提供することである。

本発明者は、鋭意検討の結果、線材を１乃至３回巻回する毎に巻回方向を反転させたばね部材を上記した公知のトルクリミッタに組み込むことでこれをダンパーとして機能させることができることを見出した。

即ち、本発明よれば、上記主たる技術的課題を解決することができるダンパーとして、断面円形の装着部を備えた軸状の回転体と、前記回転体の前記装着部の外周面に接触して装着され、単一の線材を所要とおりに巻回して形成されるばね部材とを具備し、
前記ばね部材には前記線材の一部を屈曲して形成されるフックが軸方向に見て２つ設けられており、前記フックが固定部材と係合することで前記ばね部材は前記固定部材に対して回転不能であり、
前記回転体が回転すると前記フックは前記ばね部材の締め付けが緩む方向に前記固定部材によって押され、前記回転体は前記ばね部材に対して回転し、
前記回転体は、前記ばね部材に対する回転速度が増大するに従って前記ばね部材との間の摩擦力が増大する特性を有する合成樹脂材料により成形されているダンパーであって、
前記ばね部材は、前記線材が正方向に１乃至３回巻回された正巻回部及び前記線材が逆方向に１乃至３回巻回された逆巻回部を備え、前記正巻回部及び前記逆巻回部は夫々軸方向に交互に配置され、前記正巻回部及び前記逆巻回部の軸方向の両端には夫々前記フックの一部であって前記線材が直線状に延びる延出部が付設されており、軸方向に隣接する２つの前記延出部の先端は、前記線材が軸方向に延びるブリッジ部によって接続されている、ことを特徴とするダンパーが提供される。

好ましくは、前記ばね部材の前記正巻回部及び前記逆巻回部における前記線材の巻回数は共に１である。前記回転体の前記装着部は円筒形状であって、前記ばね部材の前記正巻回部及び前記逆巻回部の夫々の内径は同一であるのが好適である。前記固定部材は前記ばね部材の装着された前記回転体が挿入される筒状のハウジングであるのが好ましい。前記合成樹脂材料は、ＰＰＳ又はＰＡであるのがよい。好適には、前記合成樹脂材料にはカーボンフィラー又はカーボンブラックが添加されている。前記ばね部材には潤滑剤が塗布されているのが好ましい。

本発明に従って構成されたダンパーにあっては、ばね部材は、線材が正方向及び逆方向に夫々１乃至３回ずつ巻回された正巻回部及び逆巻回部を備えており、従ってばね部材の夫々の巻回部における線材の巻回数は充分少なく、それ故にばね部材に対して回転体が回転する際に、回転体の回転速度が増加するに従ってばね部材との間の摩擦力が増大する特性が阻害されることはない。また、正巻回部及び逆巻回部は夫々軸方向に交互に配置され、正巻回部及び逆巻回部の軸方向の両端には夫々フックの一部であって線材が直線状に延びる延出部が付設されており、軸方向に隣接する２つの延出部の先端は、線材が軸方向に延びるブリッジ部によって接続されている。これにより、ばね部材に対して回転体が回転してフックが固定部材によって押された際には、正巻回部及び逆巻回部にかかる軸方向の力のベクトル成分は相殺され、ばね部材が軸方向に倒れることは防止される。それ故に、回転体はばね部材から安定して摩擦力を得ることができる。更に、ばね部材に潤滑剤が塗布されていた場合には、潤滑剤が回転体の外周面上を軸方向に移動してばね部材から分離し、回転体とばね部材との間で焼き付きが生じてしまうことは防止される。かくして、流体の粘性抵抗を利用することなく機械的に回転体の回転速度を制限することが可能なダンパーが提供される。

本発明に従って構成されたダンパーの全体構成を示す図。 図１に示すダンパーの分解斜視図。 図１に示すダンパーの回転体を単体で示す図。 図１に示すダンパーのばね部材を単体で示す図。 図１に示すダンパーのハウジングを単体で示す図。

以下、本発明に従って構成されたダンパーの好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。なお、以下の説明における「軸方向片側」及び「軸方向他側」とは、特に指定しない限り、図１のＡ－Ａ断面に示される状態を基準として、「軸方向片側」は同図において右側を、「軸方向他側」は同図において左側のことを言う。

図１及び図２を参照して説明すると、本発明に従って構成された全体を番号２で示すダンパーは、回転体４と、ばね部材６とを具備している。容易に理解できるよう、図１のＡ－Ａ断面においてはばね部材６の断面に薄墨を付して示している。

図１及び図２と共に図３を参照して説明すると、回転体４は後述する所定の特性を有する合成樹脂材料を圧縮成形又は射出成形することによって成形された中空の軸状部材であって回転軸ｏを備えている。回転体４の軸方向中間部には、断面円形の装着部８が設けられている。装着部８は回転軸ｏに沿って軸方向に延びる円筒形状であって軸方向に一定の外径及び内径を有している。装着部８の軸方向片側端には、内径は装着部８のものと同一であるが、外径は装着部８のものから軸方向片側に向かって漸次低減する円錐台形状の片側端部１０が接続されている。装着部８の軸方向他側端には、内径は装着部８のものと同一であるが、外径は装着部８のものよりも幾分低減された円筒形状の他側端部１２が接続されている。他側端部１２には軸方向他側に向かって開放された矩形の切欠き１４が直径方向に対向して一対形成されている。回転体４は、一対の切欠き１４を介して例えばブラインドの巻き取り機構の入力回転部材又は出力回転部材に接続される。

図１に示されているとおり、ばね部材６は回転体４の装着部８の外周面に接触して装着されている。図１と共に図２及び図４を参照して説明すると、ばね部材６は単一の金属製線材を所要とおりに巻回して形成される。つまり、ばね部材６は、上記線材が正方向に１乃至３回巻回された正巻回部１６及び上記線材が逆方向に１乃至３回巻回された逆巻回部１８を備え、正巻回部１６及び逆巻回部１８は夫々軸方向に交互に配置されている。図示の実施形態においては、軸方向の片側から他側に向かって、断面円形の線材が正巻回部１６にあっては時計方向に逆巻回部１８にあっては反時計方向に夫々１回ずつ巻回されており、正巻回部１６は２つ、逆巻回部１８は１つずつ設けられている。正巻回部１６及び逆巻回部１８の夫々の内径は同一である。ばね部材６には上記線材の一部を屈曲して形成されるフック２０が軸方向に見て２つ設けられている。フック２０について説明すると、全ての巻回部（正巻回部１６及び逆巻回部１８）の軸方向端の周方向位置は同一あって（この位置をＸで示す）、正巻回部１６及び逆巻回部１８の軸方向の両端には夫々上記線材が接線方向に直線状に延びる延出部２２が付設されている。このことから、ばね部材６を軸方向に見ると、延出部２２は位置Ｘから接線方向片側に延びる方と接線方向他側に延びる方とに分類され、前者に属する延出部２２が２つのフック２０の一方（これを２０ａで示す）を、後者に属する延出部２２が２つのフック２０の他方（これを２０ｂで示す）を夫々構成する。軸方向に隣接する２つの延出部２２は、上記線材が軸方向に延びるブリッジ部２４によって接続されている。上述したばね部材６には直鎖系又は直鎖系と側鎖系のフッ素オイルをベースとするグリスの如き潤滑剤が塗布されている。

上記フック２０ａ及び２０ｂが固定部材と係合することでばね部材６は固定部材に対して回転不能である。図示の実施形態においては、上記固定部材はばね部材６の装着された回転体４が挿入される筒状のハウジング２６である。図１及び図２と共に図５を参照して説明すると、ハウジング２６の断面の外周形状は円形であって軸方向に直線状に延びており、回転軸ｏと同心の中心軸を備えている。ハウジング２６の内側空間２８には回転体４の装着部８の外周面に装着されたばね部材６が位置する中間部３０が設けられている。中間部３０は上記回転軸ｏと同心の円柱形状の一部を軸方向に切欠いた主要部分３２と、主要部分３２に接続された略Ｄ字形状の拡張部分３４とに区画され（図５のＢ－Ｂ断面を参照されたい）、主要部分３２にはばね部材６の正巻回部１６及び逆巻回部１８が、拡張部分３４にはフック２０が夫々配置される。そして、上記拡張部分３４を画成するハウジング２６の内周面の所要部位には、ばね部材６のフック２０ａ及びフック２０ｂが夫々係合する係合部３６ａ及び係合部３６ｂが形成されている。中間部３０の軸方向片側には回転体４の片側端部１０が進入する円柱形状の片側部３８が設けられている。片側部３８の径は回転体４の片側端部１０の基端の外径よりも僅かに大きく、回転体４の片側端部１０は内側空間２８の片側部３８を規定するハウジング２６の内周面によって回転可能に支持される。ハウジング２６の軸方向片端部の内周面には径方向内側に突出した円環形状規制片４０が形成されており、この規制片４０は回転体４の軸方向片側端を支持している。中間部３０の軸方向他側には円柱形状の他側部４２が設けられている。他側部４２の径は中間部３０の主要部分３２の径よりも大きく、他側部４２には円板形状のシールド板４６が圧入される（図１及び図２を参照されたい）。シールド板４６は合成樹脂製であって中央には回転体４の他側端部１２が挿入されてこれを回転可能に支持する軸穴４８が形成されている。シールド板４６の外周面は径方向外方に膨出しておりこれがハウジング２６の内周面の軸方向他側端部に形成された円環溝５０（図２を参照されたい）に嵌り込むことで、シールド板４６はハウジング２６に装着される。ハウジング２６の軸方向片端面には軸方向片側に突出する一対の突出片５２が設けられており、この一対の突出片５２によりハウジング２６は図示しない壁に固定される。

続いて、本発明に従って構成されるダンパーの作動について図１を参照して説明する。
図１に示すダンパー２にあっては、上述したとおりハウジング２６は図示しない壁に固定される。更に、ばね部材６はフック２０ａ及び２０ｂがハウジング２６の係合部３６ａ及び３６ｂと夫々係合することでハウジング２６に対して回転不能である。このことから、回転体４が回転すると、その回転方向に応じてフック２０ａ及び２０ｂのいずれかがばね部材６の締め付けが緩む方向にハウジング２６の係合部３６ａ及び３６ｂのいずれかによって押され、回転体４はハウジング２６及びばね部材６に対して回転する。さらに詳しくは、回転体４が時計方向（図１のＡ－Ａ断面の左方向から見て）に回転したときはフック２０ａが係合部３６ａによって、反時計方向に回転したときはフック２０ｂが係合部３６ｂによって夫々押され、回転体４はばね部材６に対して摺動する。

ここで、回転体４は、ばね部材６に対する回転速度が増大するに従ってばね部材６との間の摩擦力が増大する特性を有する合成樹脂材料により形成されている。それ故に、例えば回転体４がブラインドの巻き取り機構の入力回転部材又は出力回転部材に接続されてボトムレールが自由落下した際には、ボトムレールが自由落下するに伴いその落下速度が増速しようとしても回転体４が増速するとその分ばね部材６から受ける摩擦力が増大することから回転体４の回転速度の増大は抑制され、かくしてボトムレールが急激に落下することは防止される。上記特性を有する合成樹脂材料としては、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）又はＰＡ（ポリアミド）が存在し、回転体４の耐摩耗性を向上させる目的の観点からこれらの合成樹脂材料にはカーボンフィラー又はカーボンブラックを添加することが好ましい。

このとき、本発明に従って構成されたダンパーにあっては、ばね部材６は、線材が正方向及び逆方向に夫々１乃至３回ずつ巻回された正巻回部１６及び逆巻回部１８を備えており、従ってばね部材６の夫々の巻回部における線材の巻回数は充分少なく、それ故にばね部材６に対して回転体４が回転する際に、回転体４の回転速度が増加するに従ってばね部材６との間の摩擦力が増大する特性が阻害されることはない。また、正巻回部１６及び逆巻回部１８は夫々軸方向に交互に配置され、正巻回部１６及び逆巻回部１８の軸方向の両端には夫々フック２０の一部であって線材が直線状に延びる延出部２２が付設されており、軸方向に隣接する２つの延出部２２の先端は、線材が軸方向に延びるブリッジ部２４によって接続されている。これにより、ばね部材６に対して回転体４が回転してフック２０が固定部材（ハウジング２６）によって押された際には、正巻回部１６及び逆巻回部１８にかかる軸方向の力のベクトル成分は相殺され、ばね部材６が軸方向に倒れることは防止される。それ故に、回転体４はばね部材６から安定して摩擦力を得ることができる。更に、ばね部材６に潤滑剤が塗布されていた場合には、潤滑剤が回転体４の外周面上を軸方向に移動してばね部材６から分離し、回転体４とばね部材６との間で焼き付きが生じてしまうことは防止される。かくして、流体の粘性抵抗を利用することなく機械的に回転体の回転速度を制限することが可能なダンパーが提供される。

以上、本発明に従って構成されたダンパーについて添付した図面を参照して詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲内において適宜の修正や変更が可能である。例えば、図示の実施形態においては、ばね部材の延出部は線材が正巻回部及び逆巻回部の接線方向延びていたが、線材は法線方向に延びていてもよい。また、図示の実施形態においては、固定部材は筒状のハウジングであったが、固定部材はばね部材の回転を規制さえすればよいことから、固定部材を例えば軸方向に延びるシャフトとし、このシャフトがばね部材のフックと係合するようにしてもよい。

２：ダンパー
４：回転体
６：ばね部材
１６：正巻回部
１８：逆巻回部
２０（２０ａ及び２０ｂ）：フック
２２：延出部
２４：ブリッジ部
２６：ハウジング（固定部材）

Claims (7)

1. 断面円形の装着部を備えた軸状の回転体と、前記回転体の前記装着部の外周面に接触して装着され、単一の線材を所要とおりに巻回して形成されるばね部材とを具備し、
   前記ばね部材には前記線材の一部を屈曲して形成されるフックが軸方向に見て２つ設けられており、前記フックが固定部材と係合することで前記ばね部材は前記固定部材に対して回転不能であり、
   前記回転体が回転すると前記フックは前記ばね部材の締め付けが緩む方向に前記固定部材によって押され、前記回転体は前記ばね部材に対して回転し、
   前記回転体は、前記ばね部材に対する回転速度が増大するに従って前記ばね部材との間の摩擦力が増大する特性を有する合成樹脂材料により成形されているダンパーであって、
   前記ばね部材は、前記線材が正方向に１乃至３回巻回された正巻回部及び前記線材が逆方向に１乃至３回巻回された逆巻回部を備え、前記正巻回部及び前記逆巻回部は夫々軸方向に交互に配置され、前記正巻回部及び前記逆巻回部の軸方向の両端には夫々前記フックの一部であって前記線材が直線状に延びる延出部が付設されており、軸方向に隣接する２つの前記延出部の先端は、前記線材が軸方向に延びるブリッジ部によって接続されている、ことを特徴とするダンパー。
2. 前記ばね部材の前記正巻回部及び前記逆巻回部における前記線材の巻回数は共に１である、請求項１に記載のダンパー。
3. 前記回転体の前記装着部は円筒形状であって、前記ばね部材の前記正巻回部及び前記逆巻回部の夫々の内径は同一である、請求項１又は２に記載のダンパー。
4. 前記固定部材は前記ばね部材の装着された前記回転体が挿入される筒状のハウジングである、請求項１乃至３のいずれかに記載のダンパー。
5. 前記合成樹脂材料は、ＰＰＳ又はＰＡである、請求項１乃至４のいずれかに記載のダンパー。
6. 前記合成樹脂材料にはカーボンフィラー又はカーボンブラックが添加されている、請求項５に記載のダンパー。
7. 前記ばね部材には潤滑剤が塗布されている、請求項１乃至６のいずれかに記載のダンパー。

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