JP4848350B2 - 回転ダンパー - Google Patents
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Description
この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。また、このような粘性流体を用いる機構の回転ダンパーとしては、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。このような回転ダンパーでは、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)。
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。
回転ダンパーでは、その用途によっても異なるものの、例えば蓋や扉が開くときに作用させるものとしては、回転速度依存性が高いものが要求されることが多い。すなわち、蓋や扉が開くときには、初期や中期に比べて後期では慣性力などが働き、開き速度が速くなる。その結果、蓋や扉の取付部分に過大な負荷がかかったり、衝突によって大きな音が生じるといった不具合を招くおそれがある。ところが、前記の特許文献2の回転ダンパーでは、回転速度依存性が比較的低く、したがって、前記したような用途では要求される性能を満足するには不十分であった。
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、回転速度依存性が比較的高く、また、温度依存性については特に40℃以上の高温でも比較的小さく、したがって40℃以上の高温でもほぼ一定のダンパー機能を発揮するようにした、回転ダンパーを提供することにある。
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、前記摺動部に当接する当接部を有するとともに、内部に空洞部を有し、かつ該空洞部が前記当接部と反対の側に開口部を有してなるリング部材が、前記空洞部に気体を封入した状態で、前記開口部が前記ハウジングの内面に気密に密着していることで構成されてなり、
前記ハウジングの内面には、前記空洞部の前記開口部側に係合する突部が設けられ、
前記リング部材には、その内側及び/又は外側に、該リング部材を前記ハウジングの内面側に押圧する押圧部材が設けられていることを特徴としている。
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。
しかして、前記したように空洞部の気体の体積膨張によってリング部の内圧が高くなるので、軸体に発生するトルクは、リング部材の軟化による摩擦力の低下と、気体の体積膨張による内圧の上昇とで互いに相殺され、したがって40℃以上の高温でも温度依存性が比較的小さくなる。
このようにすれば、リング部材が摺動部の回動(摺動)に連れ回りして回動(回転)してしまうのがより良好に抑えられ、また、空洞部の気体が体積膨張した際に空洞部の外側に気体が洩れる度合いもより低く抑えられる。
このようにすれば、ハウジングから突出した部分にギアーやカムなどを取り付けることにより、これらギアーやカムなどを介して回転ダンパーを各種の開閉機構に容易に連結することができる。
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。
このようにすれば、前記リング部材の空洞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。
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、リング部材の空洞部の開口部側が突部に係合し、リング部材の内側及び/又は外側に押圧部材が設けられているので、トルクの回転速度依存性が比較的高くなり、したがって比較的高い回転速度依存性が要求される用途にも、好適に用いられるようになる。
また、40℃以上の高温でも温度依存性が比較的小さくなることから、このように40℃以上の高温でもほぼ一定のダンパー機能が要求される用途に、好適に用いられるようになる。
図1(a)(b)、図2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(a)は回転ダンパーの平面図、図1(b)は回転ダンパーの側面図、図2は回転ダンパーの側断面図である。図1(a)(b)、図2に示す回転ダンパー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、トイレの便座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ほぼ一定のトルクを付与し、ダンパー機能を発揮するとともに、比較的高い回転速度依存性も有するように構成されたものである。
係合筒部6bには、その上面側に周方向に沿って係合溝6fが形成されており、この係合溝6fには、後述するようにカバー7の円筒部7aが係合している。
取付部6dは、図1(a)に示すように取付孔6gを形成したもので、この取付孔6g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。
前記係合凸部4aは、軸体3と同じ中心軸を有する円柱状のもので、軸受け部6cに回動可能に係合することにより、軸部材4の回動を安定化させるものである。
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8と押圧部材9a、9bと軸部材4とを収容すると、リング部材8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。
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の取付部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。
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8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はその空洞部8aに空気が封入されていることから、リング部材8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8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。
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、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。
また、カバー7の円筒部7aを、ハウジング本体6の係合筒部6bに溶着あるいは接着することで固定したが、例えばこれら円筒部7a、係合筒部6bにそれぞれ螺子部を形成しておき、これら螺子部の螺合により、ハウジング本体6にカバー7を固定してもよい。また、このような螺合と前記の溶着あるいは接着とを共に行うことで、ハウジング本体6とカバー7との間をより強固に固定してもよい。
本発明の回転ダンパー(以下、本発明品と記す)と、特許文献2(特開2007−154990号公報)に示した従来の回転ダンパー(以下、従来品と記す)、すなわち、前記実施形態の回転ダンパー1から基本的に押圧部材9a、9bと突部6eとを無くした構成のものと、粘性流体としてシリコーンオイルを用いた従来のダンパー(以下、オイルダンパーと記す)とについて、それぞれ温度特性(温度依存性)を調べた。得られた結果を図4に示す。ここで、本発明品としては、二つの押圧部材9a、9bのうち、内側の押圧部材9aのみを設け、外側の押圧部材9bは設けないものを用いた。
なお、図4において横軸は環境温度であり、縦軸は0℃でのトルク値を1としたときの、相対的なトルク値をトルク変化率として示している。また、図4中実線で示すAは本発明品の温度特性を示し、破線で示すBは従来品の温度特性を示し、二点鎖線で示すCはオイルダンパーの温度特性を示している。
一方、従来品Bでも、常温(25℃程度)から40℃程度までは比較的一定のトルク変化率を有しているものの、やはり40℃以上になるとトルク変化率が低下する。これは、特にリング部材の硬度が軟化し、摺動部との間の摩擦力が小さくなることと、リング部の内圧が空気洩れによって高くならないことにより、結果的に発生するトルクが低くなるためと考えられる。
これに対して本発明品Aでは、常温(25℃程度)から40℃程度までは比較的一定のトルク変化率を有しており、さらに40℃以上になってもトルク変化率がほぼ一定になっている。これは、前述したように突部6eと押圧部材9aとを設けて空洞部8aからの空気洩れを抑え、リング部5の内圧を高めたことによる効果と考えられる。
次に、実験例1で用いたものと同じ本発明の回転ダンパー(本発明品)と、実験例1で用いたものと同じ従来の回転ダンパー(従来品)とについて、それぞれ速度特性(回転速度依存性)を調べた。得られた結果を図5に示す。
なお、図5において横軸は回転速度であり、縦軸はトルク値を示している。また、図5中実線で示すAは本発明品の速度特性を示し、破線で示すBは従来品の速度特性を示している。
これに対して本発明品Aでは、全体的に回転速度依存性が高く、20rpm以上になってもトルク値の上昇の度合いが比較的高く維持される。これは、前述したように突部6eと押圧部材9aとを設けてリング部材8の連れ回りを抑えたことによる効果と考えられる。
Claims (5)
- 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た軸体と、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、
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、前記摺動部に当接する当接部を有するとともに、内部に空洞部を有し、かつ該空洞部が前記当接部と反対の側に開口部を有してなるリング部材が、前記空洞部に気体を封入した状態で、前記開口部が前記ハウジングの内面に気密に密着していることで構成されてなり、
前記ハウジングの内面には、前記空洞部の前記開口部側に係合する突部が設けられ、
前記リング部材には、その内側及び/又は外側に、該リング部材を前記ハウジングの内面側に押圧する押圧部材が設けられていることを特徴とする回転ダンパー。 - 前記押圧部材は、前記リング部材の内側と外側との両方に設けられていることを特徴とする請求項1記載の回転ダンパー。
- 前記軸体は、前記ハウジングから一部が突出してなることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転ダンパー。
- 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ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転ダンパー。
- 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請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転ダンパー。
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