特許 6755024 回転ダンパおよびそれを用いた制動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6755024

(24)【登録日】2020年8月27日

(45)【発行日】2020年9月16日

(54)【発明の名称】回転ダンパおよびそれを用いた制動装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/14 20060101AFI20200907BHJP

   F16F 9/508 20060101ALI20200907BHJP

   F16F 7/08 20060101ALI20200907BHJP

   F16D 57/02 20060101ALI20200907BHJP

   F16D 59/00 20060101ALI20200907BHJP

   F16D 63/00 20060101ALI20200907BHJP

   F16C 35/078 20060101ALI20200907BHJP

【ＦＩ】

   F16F9/14 A

   F16F9/508

   F16F7/08

   F16D57/02

   F16D59/00 A

   F16D63/00 A

   F16C35/078

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-211129(P2016-211129)

(22)【出願日】2016年10月27日

(65)【公開番号】特開2018-71635(P2018-71635A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110206

【氏名又は名称】株式会社ＴＯＫ

(74)【代理人】

【識別番号】100104204

【弁理士】

【氏名又は名称】峯岸 武司

(72)【発明者】

【氏名】室井 翔太

【審査官】 竹村 秀康

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０５０１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２２１３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０３０２６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｆ ７／０８

Ｆ１６Ｆ ９／００ − ９／５８

Ｆ１６Ｃ ３５／０７８

Ｆ１６Ｄ ５７／０２

Ｆ１６Ｄ ５９／００

Ｆ１６Ｄ ６３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に粘性流体が充填されたハウジングと、一部が前記ハウジング内に収容されて前記ハウジングに対して回転自在に支持されたシャフトと、互いに対向し得るトルク発生面を備えて前記ハウジング内に同軸に収容される、一方のトルク発生部材及び他方のトルク発生部材から構成される一対のトルク発生部材とを有し、回転駆動力を前記一方のトルク発生部材へ伝えて前記一方のトルク発生部材を弾性部材の弾発力に抗して前記他方のトルク発生部材側へ移動させることで、前記一対のトルク発生部材における前記トルク発生面の対向面積を変化させ、前記トルク発生面間に存在する粘性流体の粘性抵抗または剪断抵抗により前記シャフトまたは前記ハウジングの回転速度に応じたトルクを生成し、前記シャフトまたは前記ハウジングの回転にその回転速度に応じた抵抗を付与する回転ダンパにおいて、
前記一方のトルク発生部材および前記他方のトルク発生部材の、その軸方向において互いに対向する一方の対向面に、弾性変形する材質からなる摩擦抵抗部材が滑らないように設けられ、他方の対向面に、前記摩擦抵抗部材が当接する凹凸が形成され、前記シャフトまたは前記ハウジングの回転速度が急激に高くなるときに生じる、前記弾性部材の弾発力に抗する前記一方のトルク発生部材の前記他方のトルク発生部材側への移動によって、前記摩擦抵抗部材と前記凹凸とが互いに押し付けられることを特徴とする回転ダンパ。

【請求項2】

前記一方のトルク発生部材および前記他方のトルク発生部材は、軸方向の相対移動により対向するように互いの径方向の位置がずれて盤状部に突出し、軸方向に垂直な方向において互いに対向する面が前記トルク発生面を構成する突出板がそれぞれ形成され、
前記摩擦抵抗部材は、前記一対のトルク発生部材の一方における前記盤状部に前記突出板の突出高さより低く設けられ、前記一対のトルク発生部材の他方における前記突出板の突出端面に前記凹凸が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転ダンパ。

【請求項3】

前記摩擦抵抗部材は、前記盤状部に同心状に複数列形成された複数の前記突出板間に複数設けられ、前記摩擦抵抗部材に挟まれる前記突出板は周方向の一部が切り欠かれて切り欠き部が形成され、隣り合う前記摩擦抵抗部材は前記切り欠き部を通る連結部によって互いに連結されることを特徴とする請求項２に記載の回転ダンパ。

【請求項4】

前記摩擦抵抗部材が設けられる前記盤状部と、当該盤状部に設けられる前記摩擦抵抗部材とは、互いに当接する面に、周方向において係合して軸方向において圧入される嵌合部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の回転ダンパ。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転ダンパにより装置の動作を緩衝する制動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一対のトルク発生部材のトルク発生面間に存在する粘性流体により生じるトルクによってシャフトまたはハウジングの回転に抵抗を付与する回転ダンパ、およびそれを用いた制動装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来この種の回転ダンパとしては、例えば、特許文献１に開示された回転ダンパがある。この回転ダンパに備えられる一対のトルク発生部材は、第１トルク発生面を備えた第１トルク発生部材、および、第１トルク発生面に対向し得る第２トルク発生面を備えた第２トルク発生部材からなる。一方のトルク発生部材は、他方のトルク発生部材に対して軸方向に移動可能な可動部材として構成される。可動部材に対向する他方のトルク発生部材にはアジャスタが嵌合して移動調整機構が構成されており、アジャスタの回転により他方のトルク発生部材が軸方向に移動する。この移動により、第１トルク発生面および第２トルク発生面間の対向面積が変化して、一対のトルク発生部材に生じるトルクの大きさが調整される。

【0003】

また、この回転ダンパには、シャフトが回転駆動されるとき、その回転速度に応じて第１トルク発生面および第２トルク発生面間の対向面積を変化させるトルク自動調整機構が設けられている。このトルク自動調整機構は、シャフトに装着された管体をシャフトに連動して回転させることで、管体に係合する可動部材を、弾性部材の弾発力に抗して軸方向に他方のトルク発生部材側へ移動させる。この移動はシャフトの回転速度に応じて行われ、この移動により、トルク発生面間の対向面積が変化して、一対のトルク発生部材には回転速度に応じたトルクが生成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−５０１１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この種の回転ダンパは、昇降台や、複写機・複合機の大容量給紙トレーの昇降動作を制動する装置などとして利用される場合、装置を強制的に動作させるときに急激な力が加わり、シャフトの回転速度が急激に高くなる。しかしながら、特許文献１に開示された上記従来の回転ダンパでは、このように急激にシャフトの回転速度が高くなった場合、一対のトルク発生部材によって生成される大きさのトルクでは装置動作を緩衝させるのに足りず、装置を強制的に制動させることが困難であった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
内部に粘性流体が充填されたハウジングと、一部がハウジング内に収容されてハウジングに対して回転自在に支持されたシャフトと、互いに対向し得るトルク発生面を備えてハウジング内に同軸に収容される、一方のトルク発生部材及び他方のトルク発生部材から構成される一対のトルク発生部材とを有し、回転駆動力を一方のトルク発生部材へ伝えて一方のトルク発生部材を弾性部材の弾発力に抗して他方のトルク発生部材側へ移動させることで、一対のトルク発生部材におけるトルク発生面の対向面積を変化させ、トルク発生面間に存在する粘性流体の粘性抵抗または剪断抵抗によりシャフトまたはハウジングの回転速度に応じたトルクを生成し、シャフトまたはハウジングの回転にその回転速度に応じた抵抗を付与する回転ダンパにおいて、
一方のトルク発生部材および他方のトルク発生部材の、その軸方向において互いに対向する一方の対向面に、弾性変形する材質からなる摩擦抵抗部材が滑らないように設けられ、他方の対向面に、摩擦抵抗部材が当接する凹凸が形成され、シャフトまたはハウジングの回転速度が急激に高くなるときに生じる、弾性部材の弾発力に抗する一方のトルク発生部材の他方のトルク発生部材側への移動によって、摩擦抵抗部材と凹凸とが互いに押し付けられることを特徴とする。

【0007】

本構成においては、回転駆動力が一方のトルク発生部材へ伝えられることで、一方のトルク発生部材は弾性部材の弾発力に抗して他方のトルク発生部材側へ移動する。この移動により、一対のトルク発生部材におけるトルク発生面の対向面積が増加し、一対のトルク発生部材において、シャフトまたはハウジングの回転速度に応じたトルクが生成される。また、シャフトまたはハウジングの回転速度が急激に高くなるときには、一方のトルク発生部材の他方のトルク発生部材側への更なる移動により、一方のトルク発生部材および他方のトルク発生部材の互いに対向する一方の対向面に設けられた摩擦抵抗部材と、他方の対向面に形成された凹凸とが互いに押し付けられる。この状態で、一方のトルク発生部材と他方のトルク発生部材とが相対的に回転すると、摩擦抵抗部材が弾性変形して凹凸にくいついて、摩擦抵抗部材と凹凸との間には大きな摩擦抵抗が生じ、一対のトルク発生部材には大きなトルクが生成される。したがって、シャフトまたはハウジングの回転速度が急激に高くなるときには、トルク発生面の対向面積が増加して生成されるトルクに、摩擦抵抗部材と凹凸とが互いに押し付けられて生成される大きなトルクが加わる。シャフトまたはハウジングの回転には、この大きなトルクによる大きな抵抗が付与される。このため、急激にシャフトまたはハウジングの回転速度が高くなった場合でも、装置動作を緩衝させ得るトルクを生成して、装置を強制的に制動させることが可能な回転ダンパを提供することが出来る。

【0008】

また、本発明は、
軸方向の相対移動により対向するように互いの径方向の位置がずれて盤状部に突出し、軸方向に垂直な方向において互いに対向する面がトルク発生面を構成する突出板が、一方のトルク発生部材および他方のトルク発生部材のそれぞれに形成され、
一対のトルク発生部材の一方における盤状部に突出板の突出高さより低く摩擦抵抗部材が設けられ、一対のトルク発生部材の他方における突出板の突出端面に凹凸が形成されている
ことを特徴とする。

【0009】

本構成によれば、シャフトまたはハウジングが回転して一方のトルク発生部材が他方のトルク発生部材側へ移動すると、一対のトルク発生部材における各突出板の側面に形成されるトルク発生面の対向面積が増加する。したがって、一対のトルク発生部材において、ロータの回転速度に応じたトルクが生成される。シャフトまたはハウジングの回転速度が急激に高くなるときには、一方のトルク発生部材の他方のトルク発生部材側への更なる移動により、一対のトルク発生部材の一方における盤状部に設けられた摩擦抵抗部材と、一対のトルク発生部材の他方における突出板の突出端面に形成された凹凸とが互いに押し付けられる。この状態で、一方のトルク発生部材と他方のトルク発生部材とが相対的に回転すると、摩擦抵抗部材が弾性変形して凹凸にくいついて、摩擦抵抗部材と凹凸との間には大きな摩擦抵抗が生じる。したがって、シャフトまたはハウジングの回転速度が急激に高くなるときには、トルク発生面の対向面積が増加して生成されるトルクに、摩擦抵抗部材と凹凸とが互いに押し付けられて生成される大きなトルクが加わり、シャフトまたはハウジングの回転には、この大きなトルクによる大きな抵抗が付与される。

【0010】

また、本発明は、盤状部に同心状に複数列形成された複数の突出板間に摩擦抵抗部材が複数設けられ、摩擦抵抗部材に挟まれる突出板には周方向の一部が切り欠かれて切り欠き部が形成され、隣り合う摩擦抵抗部材が切り欠き部を通る連結部によって互いに連結されることを特徴とする。

【0011】

本構成によれば、隣り合う摩擦抵抗部材が、突出板に形成される切り欠き部を通る連結部によって互いに連結されることで、摩擦抵抗部材は、それが設けられるトルク発生部材に対して滑ることなく、それが設けられるトルク発生部材と共に回転する。このため、摩擦抵抗部材と凹凸とが互いに押し付けられながら、一方のトルク発生部材と他方のトルク発生部材とが相対的に回転する際に、摩擦抵抗部材は、凹凸との間に大きなトルクを生成することが出来る。

【0012】

また、本発明は、摩擦抵抗部材が設けられる盤状部と、当該盤状部に設けられる摩擦抵抗部材との互いに当接する面に、周方向において係合して軸方向において圧入される嵌合部が形成されることを特徴とする。

【0013】

本構成によれば、盤状部と、当該盤状部に設けられる摩擦抵抗部材とが互いに当接する面に、周方向において係合して嵌合部が形成されることで、摩擦抵抗部材は、それが設けられるトルク発生部材に対して滑ることなく、それが設けられるトルク発生部材と共に回転する。また、嵌合部が軸方向において圧入されるように形成されることで、摩擦抵抗部材は、それが設けられるトルク発生部材と共に軸方向に移動する。このため、盤状部に設けられる摩擦抵抗部材と突出板の突出端面に形成される凹凸とが互いに押し付けられながら、一方のトルク発生部材と他方のトルク発生部材とが相対的に回転する際に、摩擦抵抗部材は、凹凸との間に大きなトルクを生成することが出来、凹凸から離れるときには、それが設けられるトルク発生部材と共に移動する。

【0014】

また、本発明は、上記のいずれかの回転ダンパにより装置の動作を緩衝する制動装置を構成した。

【0015】

本構成によれば、装置を強制的に動作させるときにおいても、装置動作を緩衝させることが出来る制動装置を提供することが出来る。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、急激にシャフトまたはハウジングの回転速度が高くなった場合でも、装置動作を緩衝させ得るトルクを生成して、装置を強制的に制動させることが可能な回転ダンパおよびそれを用いた制動装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る回転ダンパのシャフト非回転状態時における縦断面図である。

【図2】図１に示す回転ダンパのシャフト急激回転状態時における縦断面図である。

【図3】図１に示す回転ダンパの原動カム部と従動カム部との係合関係を説明する図である。

【図4】図１に示す回転ダンパの原動カム部と従動カム部との変形例による係合関係を説明する図である。

【図5】図１に示す回転ダンパのアジャスタ未調整時における縦断面図である。

【図6】図１に示す回転ダンパのアジャスタ最大調整時における縦断面図である。

【図7】図１に示す回転ダンパの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

次に、本発明による回転ダンパおよびそれを用いた制動装置を実施するための形態について説明する。

【0019】

図１は、本発明の一実施形態に係る回転ダンパ２を示している。回転ダンパ２は、ハウジング４を備え、このハウジング４は、円筒形の本体４ａと、この本体４ａの開放端を塞ぐキャップ４ｂとから構成される。本体４ａ及びキャップ４ｂは共に適当な合成樹脂材料から一体成形品として成形されるが、金属で構成しても良い。本体４ａとキャップ４ｂとによって形成された室内には、粘性流体が充填されている。

【0020】

回転ダンパ２は、合成樹脂材料或いは金属材料から形成されたシャフト６を具備する。シャフト６の一端部は、円柱状のアジャスタ８の軸受部８ａに回転自在に支持される。アジャスタ８は、ハウジング本体４ａの閉塞端に軸方向に移動しないように定位置で回転可能に装着される。シャフト６は、ハウジング４のキャップ４ｂに形成された中央孔を貫通し、その中間部はハウジング４の室内に収納される。一方、キャップ４ｂの中央の外面側に形成された凹部にはボール軸受１０が設けられ、これにシャフト６が回転自在に支持されている。つまり、シャフト６は、一部がハウジング４内に収容されて、ハウジング４に対して回転自在に支持されている。

【0021】

また、キャップ４ｂの中央の内面側に形成された凹部内では、シャフト６を囲むようにＯリングシール１２が設けられ、これによりシャフト６に沿うキャップ４ｂからの粘性流体の漏れが防止される。なお、本実施形態において、回転ダンパ２は、ハウジング４が固定側、シャフト６が回転側として昇降台等の装置に取り付けられる。ハウジング本体４ａの閉塞端側には第１トルク発生部材１４が配置され、該部材１４の外周面には、図７に示すように、軸方向にキー１６が形成されている。一方、ハウジング本体４ａの内径部には、図７に示すように、軸方向にキー溝１８が形成され、該キー溝１８に前記キー１６がスライド自在に嵌合している。

【0022】

これにより、第１トルク発生部材１４は、ハウジング本体４ａに対して軸方向にスライド自在となっており、また、後述する第２トルク発生部材４４と連動して回転しないように固定される。第１トルク発生部材１４の内径部は、アジャスタ８の外周部に軸方向にスライド自在に嵌合し、第１トルク発生部材１４の内径部に形成された２つの係合体２０，２１が、図７に示すように、アジャスタ８の外周部に形成された２つのカムのカム面２２，２４に当接している。アジャスタ８のカムはそれぞれ同一形状に構成され、各カムのカム面２２，２４は、これらに当接する係合体２０，２１を軸方向に移動するための傾斜面を有している。第１トルク発生部材１４の係合体２０，２１の各先端Ｆは、初期状態において、圧縮コイルばね４８のばね圧により対応するカム面２２，２４の各始点Ｓに当接している。

【0023】

アジャスタ８の２つのカムのカム面２２，２４は、それぞれアジャスタ８の軸方向の最も後方を始点Ｓとし、最も前方を終点Ｅとして、その間を、アジャスタ８の外周面に沿って結ぶ線上に、傾斜面を形成している。アジャスタ８を回転させることにより、係合体２０，２１の先端Ｆに対して、カム面２２，２４の位置を、その始点Ｓと、終点Ｅの間で変化させることができる。第１トルク発生部材１４の盤状部１４ａには、ハウジング本体４ａの内周方向に沿って同心状に複数列、４つの環状の突出板２６が形成されている。各突出板２６は、図７に示すように、周方向の一部が切り欠かれて切り欠き部５１が形成され、軸方向及び径方向に環状に展延して形成されている。

【0024】

これら突出板２６はシャフト６の半径方向に等間隔で配置され、各突出板２６の表面は後述するようにトルク発生面２６ａとして機能する。なお、突出板２６は同心状に複数列設けた構成を説明したが単数列であっても良い。また、突出板２６は環状でなくともよく、半環状その他、シャフト６の軸方向かつ該シャフト６の中心軸線を中心とする周方向に展延した形状であればどのような形状でも良い。

【0025】

本実施形態では、第１トルク発生部材１４における複数の突出板２６間の盤状部１４ａには、突出板２６の突出高さより低い高さで、弾性変形する材質、例えば、ポリウレタンやゴム部材など、好ましくは硬度Ａ１００以下（ＪＩＳ Ｋ ６２５３ デュロメータ タイプＡ）のゴム状材質からなる摩擦抵抗部材５２ａが複数設けられている。ここでは、摩擦抵抗部材５２ａの高さは、突出板２６の突出高さの約５０％になっている。しかし、突出板２６の突出高さの２０％〜８０％の高さであってもよく、摩擦抵抗部材５２ａの高さはこの範囲の高さが好ましい。摩擦抵抗部材５２ａに挟まれる突出板２６には上記の切り欠き部５１が形成され、隣り合う摩擦抵抗部材５２ａは切り欠き部５１を通る連結部５２ｂによって互いに連結されている。

【0026】

シャフト６には、図３に示すように、外周に複数のカム３２が形成された管体４０が被着され、この管体４０の内面側には、シャフト６の軸方向に沿って少なくとも１つの凸条即ちキー（図示省略）が形成され、これらキーはシャフト６に形成されたキー溝（図示省略）と係合される。これにより、管体４０は、シャフト６と共に一体的に回転する。管体４０は、シャフト６と連動して回転するロータを構成する。管体４０の外周部に形成された４個のカム３２は、互いに等間隔を有している。尚、カム３２は特に４個でなくともよい。各カム３２は、略二等辺三角形の外径の周面部３２ａと該周面部３２ａの両側部に位置して、図３に示すように、管体４０の径方向に所定の幅を有する第１のカム面Ｆ１と第２のカム面Ｆ２が形成されている。

【0027】

カム３２は、シャフト６の回転トルクによる、該カム３２のカム面Ｆ１，Ｆ２に係合する後述する第２トルク発生部材４４の係合体４２に対する圧力を、カム面Ｆ１，Ｆ２の傾きによって、シャフト６の回転方向とシャフト６の軸方向に沿ったスラスト方向の二方向の力に変換するように構成される。各カム３２のカム面Ｆ１，Ｆ２は、係合体４２を回転方向に押圧するとともにスラスト方向にスライド自在に案内する、軸方向に対して角度を有する案内面を構成している。カム３２は原動力を発生する原動カム、カム３２に係合する係合体４２は原動カムの原動力に従って動く従動カムとして作用する。互いに隣接する一対のカム３２は、一方のカム３２の第１のカム面Ｆ１が、他方のカム３２の第２のカム面Ｆ２に図３に示すように所定の間隔を存して対向している。前記第１のカム面Ｆ１と第２のカム面Ｆ２は、管体４０の外周面に軸方向に角度を有してその略全長にわたって形成され、第１と第２のカム面Ｆ１，Ｆ２は、互いの対向間隔が軸方向に広がるように、傾斜している。

【0028】

第１のカム面Ｆ１の傾斜は、これに接する係合体４２に対して一方向の回転力と、スラスト方向Ｇの力を付与する。また、第２のカム面Ｆ２の傾斜は、これに接する係合体４２に対して他方向の回転力と、スラスト方向Ｇの力を付与する。係合体４２は、第２トルク発生部材４４の内径部にくさび状に形成されている。圧縮コイルばね４８は、第２トルク発生部材４４を第１トルク発生部材１４から離れる側へ付勢する弾性部材を構成し、係合体４２は、２つのカム３２の第１と第２カム面Ｆ１，Ｆ２間に、圧縮コイルばね４８の弾発力により、圧接配置される。第１のカム面Ｆ１と第２のカム面Ｆ２の間に当接配置される係合体４２は、前記カム３２の数に対応してこれらと同数設けられ、各係合体４２の両側部には、第１のカム受け面Ｈ１と第２のカム受け面Ｈ２が形成されている。各カム３２の各円周面部３２ａは、同一周面上に形成され、各係合体４２の周面部４２ａも同一円周面上に形成されている。管体４０に第２トルク発生部材４４が嵌合した状態において、係合体４２の両側部は、第１のカム面Ｆ１と第１のカム受面Ｈ１とが対向して面接触し、第２のカム面Ｆ２と第２のカム受面Ｈ２とが対向して面接触し、対応する一対のカム３２間に図３（Ａ）のように配置される。該状態において、各カム３２の周面部３２ａは、係合体４２間に形成された第２トルク発生部材４４の内周面４４ｂに面接触し、各係合体４２の末広がり形状の周面部４２ａは、各カム３２間の管体４０の外周面４０ａに面接触する。

【0029】

シャフト６が停止した状態において、係合体４２は、図３（Ａ）に示すように、圧縮コイルばね４８のばね力により第１と第２のカム面Ｆ１，Ｆ２間の幅狭方向の奥端に位置し、該状態において、係合体４２の一側部の第１のカム受け面Ｈ１は、対応する第１のカム面Ｆ１に当接し、他側部の第２のカム受け面Ｈ２は対応する第２のカム面Ｆ２に当接する。管体４０が一方向に回転すると、この回転は第１のカム面Ｆ１を介して、係合体４２の第１のカム受け面Ｈ１に伝達され、係合体４２は、図３（Ｂ）に示すように、回転速度に応じて、カム面Ｆ１に沿ってスラスト方向Ｇに移動する。管体４０が他方向に回転すると、この回転は、第２のカム面Ｆ２を介して係合体４２の第２のカム受け面Ｈ２に伝達され、回転速度に応じて、カム面Ｆ２に沿ってスラスト方向Ｇに移動する。第２トルク発生部材４４は、カム３２を介してシャフト６と共に回転するように、管体４０上に装着される。この第２トルク発生部材４４は合成樹脂材料で成形される。管体４０は、原動カム部であるカム３２が回転することにより、従動カム部である係合体４２を介して回転を第２トルク発生部材４４へ伝達すると共に、第２トルク発生部材４４を第１トルク発生部材１４側へ押圧する。

【0030】

第２トルク発生部材４４は、図１に示す最左方位置と、図２に示す最右方位置との間で、管体４０の外周面に沿って移動自在とされる。本実施形態では、第２トルク発生部材４４は、シャフト６の中心軸線方向に移動可能な可動部材として定義することができ、その軸方向に移動自在にかつ回転自在にハウジング４に保持される。第２トルク発生部材４４の盤状部４４ａにはハウジング本体４ａの閉塞端内面側に向かって軸方向かつシャフト６の中心軸線を中心とする周方向に沿って同心状に３つの環状の突出板４６が形成されている。これら突出板４６は、第１トルク発生部材１４の突出板２６と同様に同心状に等間隔に複数列配置され、各突出板４６の表面は、軸方向及び円周方向に展延した形状を備え、該表面は後述するようにトルク発生面４６ａとして機能する。尚、突出板４６は環状でなくともよく、半環状その他、シャフト６の軸方向かつ該シャフト６の中心軸線を中心とする周方向に展延した形状であればどのような形状でも良い。

【0031】

一方の第２トルク発生部材４４と他方の第１トルク発生部材１４とは、互いに対向し得るトルク発生面４６ａ，２６ａを備えてハウジング６内に同軸に収容される一対のトルク発生部材を構成する。また、第１トルク発生部材１４および第２トルク発生部材４４の、その軸方向において互いに対向する一方の対向面、本実施形態では第１トルク発生部材１４における盤状部１４ａには、摩擦抵抗部材５２ａが連結部５２ｂによって滑らないように設けられている。また、他方の対向面、本実施形態では、第２トルク発生部材４４における、摩擦抵抗部材５２ａが設けられた突出板２６間に入り込む突出板４６の突出端面には、摩擦抵抗部材５２ａが当接する凹凸（図示省略）が形成されている。

【0032】

第２トルク発生部材４４が第１トルク発生部材１４に向かってスラスト方向に移動させられた際には、第１トルク発生部材１４の突出板２６と、第２トルク発生部材４４の突出板４６とは、図２に示すように互いに対向配置されて係合し合うことになる。すなわち、第２トルク発生部材４４の突出板４６の厚さは第１トルク発生部材１４の突出板２６の厚さとほぼ同じであり、第２トルク発生部材４４の突出板４６の配置ピッチは第１トルク発生部材１４の突出板２６の配置ピッチに対して半ピッチ分だけ外側にずらされ、このため、図２に示すような係合状態が得られる。

【0033】

なお、突出板４６は同心状に複数列設けた構成を説明したが、単数列であっても良い。第１トルク発生部材１４と第２トルク発生部材４４の対向部には、ばね収納用凹部がそれぞれ形成され、これらに、弾性部材即ち圧縮コイルばね４８が保持されている。圧縮コイルばね４８は、第２トルク発生部材４４を第１トルク発生部材１４から弾性的に引き離すように機能し、このため第２トルク発生部材４４は図１に示す最左方位置に通常は弾性的に留められる。

【0034】

尚、図中、符号５はシール部材、７はワッシャ、２７はスナップリング、２８はばね用座金、３０はシール部材である。

【0035】

次に本実施形態による回転ダンパ２の動作について説明する。

【0036】

回転ダンパ２のシャフト６が非回転状態におかれているとき、図１に示すように、圧縮コイルばね４８の弾性力により第２トルク発生部材４４は、第１トルク発生部材１４から引き離されて、各係合体４２の両側面の第１のカム受面Ｈ１，第２のカム受面Ｈ２が、対向間隔の最も狭い部分の第１のカム面Ｆ１と第２のカム面Ｆ２に密着する。このとき、第１トルク発生部材１４の突出板２６のトルク発生面２６ａと第２トルク発生部材４４の突出板４６のトルク発生面４６ａとの対向面積はゼロとされる。

【0037】

シャフト６がいずれかの回転方向に回転させられると、その回転速度がきわめて小さいときは、カム面Ｆ１，Ｆ２の傾斜面により係合体４２に発生するスラスト方向の力は、ほとんどなく、従って第１トルク発生部材１４の突出板２６のトルク発生面２６ａと第２トルク発生部材４４の突出板４６のトルク発生面４６ａとの対向面積がゼロで回転する。シャフト６が一方向に回転させられて、その回転速度が徐々に速くなると、係合体４２の、カム面Ｆ１から受けるスラスト方向の力が増大し、係合体４２が、カム３２の回転と連動して回転しながら圧縮コイルばね４８の弾発力に抗して、第１のカム面Ｆ１に押圧されてスラスト方向Ｇに移動させられる。

【0038】

このとき、第２トルク発生部材４４は回転しつつ第１トルク発生部材１４側に移動させられて、第１トルク発生部材１４の突出板２６のトルク発生面２６ａと第２トルク発生部材４４の突出板４６のトルク発生面４６ａとが互いに対向することになる。その結果、双方のトルク発生面２６ａ，４６ａ間に粘性流体の粘性抵抗または粘性流体の剪断抵抗によりトルクが発生させられ、シャフト６には制動力が加わることになる。シャフト６の回転速度が大きくなるにつれ、係合体４２は、次第に大きくなるスラスト方向の力を受け、第１トルク発生部材１４に向かう第２トルク発生部材４４の移動量も大きくなり、各突出板２６，４６が互いに噛み合う深さが深くなって、各突出板２６，４６の側面に形成されるトルク発生面２６ａ，４６ａの対向面積も次第に増大し、双方のトルク発生面２６ａ，４６ａ間に発生するトルク、即ちシャフト６に加わる制動力も増大する。

【0039】

カム３２のカム面Ｆ１，Ｆ２は傾斜面として形成されているので、第１トルク発生部材１４の突出板２６のトルク発生面２６ａと第２トルク発生部材４４の突出板４６のトルク発生面４６ａとの間の対向面積の変化は、シャフト６の回転速度に比例することになる。従って、双方のトルク発生面２６ａ，４６ａ間に発生するトルク、即ちシャフト６に加わる制動力もシャフト６の回転速度に比例することになる。

【0040】

また、シャフト６の回転速度が急激に高くなるときには、第２トルク発生部材４４の第１トルク発生部材１４側への更なる移動により、第２トルク発生部材４４および第１トルク発生部材１４の互いに対向する一方の対向面に設けられた摩擦抵抗部材５２ａと、他方の対向面に形成される凹凸とが互いに押し付けられる。本実施形態では、図２に示すように、第１トルク発生部材１４における突出板２６間の盤状部１４ａに設けられた摩擦抵抗部材５２ａと、第２トルク発生部材４４における、摩擦抵抗部材５２ａが設けられた突出板２６間に入り込む突出板４６の突出端面に形成される凹凸とが互いに押し付けられる。この状態で、第１トルク発生部材１４と第２トルク発生部材４４とが相対的に回転すると、摩擦抵抗部材５２ａが弾性変形して凹凸にくいついて、摩擦抵抗部材５２ａと凹凸との間には大きな摩擦抵抗が生じる。このため、一対のトルク発生部材１４，４４には大きなトルクが生成される。この際、隣り合う摩擦抵抗部材５２ａが、突出板２６に形成される切り欠き部５１を通る連結部５２ｂによって互いに連結されることで、摩擦抵抗部材５２ａは、それが設けられる第１トルク発生部材１４に対して滑ることなく、それが設けられる第１トルク発生部材１４と共に回転する。

【0041】

したがって、シャフト６の回転速度が急激に高くなるときには、トルク発生面２６ａ，４６ａの対向面積が増加して生成されるトルクに、摩擦抵抗部材５２ａと凹凸とが互いに押し付けられて生成される大きなトルクが加わる。シャフト６の回転には、この大きなトルクによる大きな抵抗が付与される。このため、急激にシャフト６の回転速度が高くなった場合でも、昇降台等の装置動作を緩衝させ得るトルクを生成して、装置を強制的に制動させることが可能な回転ダンパ２を提供することが出来る。また、この回転ダンパ２により装置の動作を緩衝する制動装置を構成することで、装置を強制的に動作させるときにおいても、装置動作を緩衝させることが出来る制動装置を提供することが出来る。

【0042】

なお、上記の実施形態では、第１トルク発生部材１４における盤状部１４ａに摩擦抵抗部材５２ａ、盤状部１４ａに対向する第２トルク発生部材４４における突出板４６の突出端面に凹凸が形成されている場合について、説明した。しかし、第２トルク発生部材４４における突出板４６間の盤状部４６ａに摩擦抵抗部材５２ａを設け、さらに、盤状部４６ａに対向する第１トルク発生部材１４における突出板２６の突出端面に凹凸を形成するように構成してもよい。この場合、摩擦抵抗部材５２ａが設けられる突出板４６間の盤状部４６ａと、当該盤状部４６ａに設けられる摩擦抵抗部材５２ａとは、互いに当接する面に、周方向において係合して軸方向において圧入される嵌合部（図示省略）が形成される。

【0043】

本構成によれば、盤状部４６ａと、当該盤状部４６ａに設けられる摩擦抵抗部材５２ａとが互いに当接する面に、周方向において係合して嵌合部が形成されることで、摩擦抵抗部材５２ａは、それが設けられる第２トルク発生部材４４に対して滑ることなく、それが設けられる第２トルク発生部材４４と共に回転する。また、嵌合部が軸方向において互いに圧入されるように形成されることで、摩擦抵抗部材５２ａは、第２トルク発生部材４４と共に軸方向に移動する。このため、盤状部４６ａに設けられる摩擦抵抗部材５２ａと突出板２６の突出端面に形成された凹凸とが互いに押し付けられながら、第２トルク発生部材４４と第１トルク発生部材１４とが相対的に回転する際に、摩擦抵抗部材５２ａは、凹凸との間に大きなトルクを生成することが出来る。また、摩擦抵抗部材５２ａは、突出板２６の突出端面に形成された凹凸から離れるときには、それが設けられる第２トルク発生部材４４と共に移動する。このような構成によっても上記の実施形態による回転ダンパ２と同様な作用効果が奏される。

【0044】

また、第２トルク発生部材４４における突出板４６間の盤状部４６ａに摩擦抵抗部材５２ａを設けるこの構成では、盤状部４６ａと摩擦抵抗部材５２ａとの間に嵌合部が形成されて滑り止めが構成されるので、上記の実施形態のように、摩擦抵抗部材５２ａを連結部５２ｂによって連結して滑り止めを構成する必要がない。このため、任意の突出板４６間の１箇所の盤状部４６ａに摩擦抵抗部材５２ａを設ける構成や、また、複数の突出板４６間の複数箇所の盤状部４６ａに、連結部５２ｂによって連結することなく複数の摩擦抵抗部材５２ａを設ける構成においても、上記の実施形態による回転ダンパ２と同様な作用効果が奏される。

【0045】

さらに、上記の実施形態において、第１トルク発生部材１４における盤状部２６ａと、当該盤状部２６ａに設けられる摩擦抵抗部材５２ａとが互いに当接する面に、周方向において係合して嵌合部が形成されることで、摩擦抵抗部材５２ａは、滑ることなく、それが設けられる第１トルク発生部材１４と共に回転する。このため、この構成によれば、突出板２６間の盤状部２６ａに、連結部５２ｂによって連結することなく複数の摩擦抵抗部材５２ａを設ける構成や、１つの摩擦抵抗部材５２ａを設ける構成においても、上記の実施形態による回転ダンパ２と同様な作用効果が奏される。

【0046】

また、第２トルク発生部材４４の突出板４６に切り欠き部５１と同様な切り欠き部を設け、第２トルク発生部材４４における突出板４６間の盤状部４６ａに、連結部５２ｂによって連結される摩擦抵抗部材５２ａを設けるように構成してもよい。この場合、摩擦抵抗部材５２ａが突出板４６間に圧入されるように構成することで、連結部５２ｂによって連結される摩擦抵抗部材５２ａは、第２トルク発生部材４４と共に軸方向に移動する。このような構成によっても上記の実施形態による回転ダンパ２と同様な作用効果が奏される。

【0047】

次に、第１トルク発生部材４４を初期位置からシャフト６の軸方向に移動し、初期状態の第１トルク発生部材１４と第２トルク発生部材４４との対向間隔を調整する作業について説明する。

【0048】

アジャスタ８をその穴８ａを使用して、手操作若しくは回転工具を用いて、所定の方向に回転させると、カム面２２，２４が、係合体２０，２１の先端をスラスト方向に押圧し、この押圧力によって、第１トルク発生部材１４は、圧縮コイルばね４８の弾発力に抗して、軸方向に移動する。この移動によって、初期状態における、第１トルク発生部材１４と第２トルク発生部材４４との位置関係を調整することができる。図５は、第１トルク発生部材１４を、最も、ハウジング本体４ａの閉塞端側に移動した状態を示している。

【0049】

この状態において、第１トルク発生部材１４と第２トルク発生部材４４間にトルクは発生せず、この位置状態において、初期状態即ちシャフト６の回転力が小さいとき、回転ダンパ２はシャフト６の回転に制動力を作用させない。図６は第１トルク発生部材１４を最も第２トルク発生部材４４側に移動した状態を示し、この状態において、第１トルク発生部材１４の突出板２６のトルク発生面２６ａと第２トルク発生部材４４の突出板４６のトルク発生面４６ａとの間の対向面積は増え、初期状態即ちシャフト６の回転力が小さいとき、回転ダンパ２は所定の制動力を発生する。回転ダンパ２は、アジャスタ８を回転させることで、第１トルク発生部材１４の位置を、図５に示す最も右方向の位置から、図６に示す最も左方向の位置の間で任意の位置に調整することができる。

【0050】

尚、本発明の実施に際し、係合体４２は、一対のカム３２，３２間の第１カム面Ｆ１と第２カム面Ｆ２に密着する図示する形状に特に限定されるものでなく、図４に示すように、カム面Ｆ１，Ｆ２に点接触する形状のものや線接触する形状のもの等任意の形状のものを用いることができる。また、ハウジング４側がシャフト６に対して回転する構成としても良い。また、係合体４２を管体４０側に設け、カム３２を第２トルク発生部材４４側に設け、両者の管体４０と第２トルク発生部材４４に対する取り付け関係を逆にしても良い。また、第２トルク発生部材４４、カム３２、係合体４２をハウジング４側に設け、第１トルク発生部材１４をシャフト６側に設け、シャフト６に対してハウジング４を回転させる構成としても良い。また、アジャスタ８はなくてもよく、この場合、第１トルク発生部材１４はハウジング本体４ａと一体となる。なお、上記説明において、スラスト方向と軸方向は同一の方向を示すものとして用いている。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明による回転ダンパ２を用いた制動装置は、昇降台や、複写機・複合機の大容量給紙トレーの昇降動作を制動する装置などを始め、吊り戸、引き戸、パーティション、ロールスクリーン、手動シャッターなどに広範囲に利用することが出来る。

【符号の説明】

【0052】

２…回転ダンパ、４…ハウジング、４ａ…本体、４ｂ…キャップ、６…シャフト、８…アジャスタ、８ａ…軸受部、１０…ボール軸受、１２…Ｏリングシール、１４…第１トルク発生部材、１４ａ，４４ａ…盤状部、１６…キー、１８…キー溝、２０，２１，４２…係合体、２２，２４…カム面、２６，４６…突出板、２６ａ，４６ａ…トルク発生面、３２…カム、４０…管体、４４…第２トルク発生部材、４８…圧縮コイルばね、５１…切り欠き部、５２ａ…摩擦抵抗部材、５２ｂ…連結部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】