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特許7482301ロータリーダンパー及びロータリーダンパーとリンク機構との組み合わせ
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-01
(45)【発行日】2024-05-13
(54)【発明の名称】ロータリーダンパー及びロータリーダンパーとリンク機構との組み合わせ
(51)【国際特許分類】
   F16F 7/04 20060101AFI20240502BHJP
【FI】
F16F7/04
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2023133375
(22)【出願日】2023-08-18
【審査請求日】2023-09-15
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000103976
【氏名又は名称】株式会社オリジン
(74)【代理人】
【識別番号】110003524
【氏名又は名称】弁理士法人愛宕綜合特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】飯山 俊男
【審査官】大山 広人
(56)【参考文献】
【文献】実開昭58-109643(JP,U)
【文献】特開2022-034203(JP,A)
【文献】特開2009-074661(JP,A)
【文献】特許第7176152(JP,B1)
【文献】特開平11-180260(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16F 7/00-7/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定のハウジングと、前記ハウジング内で回転する回転体とを具備し、
前記回転体は回転軸に対して垂直に配置される回転平板を有し、
前記ハウジングは軸方向に貫通する筒状の支持壁を備え、前記支持壁の軸方向端面は前記回転軸に対して偏心した位置にて前記回転平板に対向し、前記支持壁の内周面には雌螺条が形成されており、
前記支持壁の内側には前記回転体を局所的に押圧する押圧片が配設され、前記押圧片の外周面には前記支持壁の内周面に形成された前記雌螺条と螺合する雄螺条が形成されていて、前記押圧片は前記回転体に対して接近及び離隔する方向に移動可能であって、
前記回転体が回転すると、前記押圧片は前記回転体を局所的に押圧しながら相対的に前記回転体の回転軸の周りを周方向に移動し、
前記回転体における、少なくとも前記押圧片によって押圧される部分は粘弾性を有する、ロータリーダンパー。
【請求項2】
前記支持壁の内側には更に、前記回転平板に当接するボール及び前記押圧片によって押圧されて前記ボールを付勢する付勢手段が配置されていて、前記押圧片は前記ボールを介して前記回転平板を押圧する、請求項に記載のロータリーダンパー。
【請求項3】
前記回転平板には前記ボールを案内する円環形状の浅溝が形成されている、請求項に記載のロータリーダンパー。
【請求項4】
固定のハウジングと、前記ハウジング内で回転する回転体とを具備し、
前記回転体は前記回転軸に対して垂直に配置される回転平板を有し、
前記ハウジングには前記回転軸に対して偏心した位置で前記回転平板を局所的に押圧する押圧片が配設され、前記押圧片は前記回転体に対して接近及び離隔する方向に移動可能であって、
前記回転体が回転すると、前記押圧片は前記回転体を局所的に押圧しながら相対的に前記回転体の回転軸の周りを周方向に移動し、
前記回転体における、少なくとも前記押圧片によって押圧される部分は粘弾性を有
更に、前記回転体は軸方向に延びる円筒形状の装着壁を有し、前記装着壁は前記回転軸と共通の中心軸を備え、
前記装着壁の外周面には線材を螺旋状に巻回して形成されたばね部材が装着され、前記ばね部材には前記ハウジングによって保持されるフック部が設けられ、
前記回転体が回転すると、前記フック部が前記ハウジングによって前記ばね部材の締め付けが強まる方向に相対的に押されて、前記回転体は前記ばね部材に対して摺動し、
前記装着壁の外周面における、少なくとも前記ばね部材が摺動する部分は粘弾性を有する、ロータリーダンパー。
【請求項5】
前記ハウジングは軸方向に対して垂直に配置される端板を備え、前記回転平板の外径は前記装着壁の外径よりも大きく、前記ばね部材は前記端板の底面と前記回転平板との間に配置され、前記ばね部材の前記フック部は軸方向において前記回転平板に近接して位置し、前記ばね部材を構成する前記線材は、前記回転平板から前記端板の底面に向かって時計方向に巻回せしめられている、請求項に記載のロータリーダンパー。
【請求項6】
前記ばね部材を形成する前記線材の巻回数は1である、請求項に記載のロータリーダンパー。
【請求項7】
前記回転体は一方向クラッチを備えて所要角度範囲内で回転する、請求項1又は4に記載のロータリーダンパー。
【請求項8】
請求項に記載のロータリーダンパーとリンク機構との組み合わせであって、
前記リンク機構は、前記回転体の回転軸に対して偏心した偏心軸を軸として回転可能であって且つ外部機器と一体回転する片側リンク片、前記回転軸を軸として回転可能であって且つ前記回転体と一体回転する他側リンク片、及び前記片側リンク片と前記他側リンク片とを接続する中間リンク片を含み、
外部機器が旋回すると、前記片側リンク片と前記中間リンク片とを接続する片側可動節が前記偏心軸の周りを回動しながら前記回転軸に接近して前記他側リンク片が回転せしめられる、組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はロータリーダンパー及びロータリーダンパーとリンク機構との組み合わせに関する。
【背景技術】
【0002】
回転体の回転速度を抑制するため回転体に所要抵抗トルクを作用させるロータリーダンパーが既に広く実用に供されている。ロータリーダンパーは例えば室内の窓近傍に設置されるブラインドの巻き取り機構に組み込まれ、この巻き取り機構に接続されたボトムレールが鉛直方向に自由落下する際の落下速度を抑制する。この場合、ロータリーダンパーの回転体は一方向に連続回転せしめられる。そして、ボトムレールに作用する力は重力のみで一定であることから、回転体にかかる回転トルクの大きさは一定である。また、ロータリーダンパーは例えば洋式便器の便蓋及び弁座や複写機のカバーの如き開位置と閉位置との間で旋回自在な外部機器(旋回部材)に接続され、これが開位置から閉位置に向かって重力によって旋回閉動する際の旋回速度を抑制することもある。この場合、ロータリーダンパーの回転体は比較的狭い所要角度範囲内でのみ回転せしめられ、回転体にかかる回転トルクの大きさは外部機器の旋回角度位置によって変化する。後者の使い方をするロータリーダンパーは揺動ダンパーと称されることもある。
【0003】
ロータリーダンパーは、ハウジング内部に封入されたシリコンオイル等の比較的粘性の高い流体の粘性抵抗を利用する所謂オイルダンパーが主流である。然しながら、オイルダンパーには、封入された流体が外部に漏洩する虞や、流体の粘性抵抗は温度による影響を受けやすく従って動作温度によって性能がばらつきやすいという問題がある。特に、封入された流体の動作温度が高いと流体の粘性抵抗が低下することから、蓋を幾分開いた状態で手を放すと蓋は充分に減速することなく相当な速さで旋回閉回動してしまう。
【0004】
上記問題を解決するロータリーダンパーとして、本願の発明者は流体の粘性抵抗を利用することなくばね部材を利用したロータリーダンパーを考案した。このロータリーダンパーは本願の出願人によって本願に先立って出願され、既に特許されている(下記特許文献1)。下記特許文献1に示されるロータリーダンパーは、固定のハウジングと、前記ハウジング内で回転する回転体とを具備している。回転体は所要の合成樹脂材料により成形されて粘弾性を有している。粘弾性については後述する。前記回転体は軸方向に延びる円筒形状の装着壁を有し、前記装着壁の外周面には線材を螺旋状に巻回して形成されたばね部材が装着されている。前記ばね部材にはフック部が設けられており、前記フック部が前記ハウジングによって保持されることで前記ばね部材は前記ハウジングに対して回転不能となる。そして、前記回転体が回転すると、前記フック部が前記ハウジングによって押されて、前記回転体は前記ばね部材に対して摺動する。
【0005】
ここで、上記粘弾性とは、株式会社岩波書店が発行する広辞苑第七版によれば、「固体・液体の力学的性質の一つ。外力を加えて生じる変形が、時間に無関係な弾性変形と時間に影響される粘性流動の重なりとして現れる現象」のことである。つまり「粘弾性を有する」とは弾性及び粘性の両方の性質を備えていることを意味する。粘弾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)が存在する。
【0006】
説明を続けると、上記回転体は粘弾性を備えていることから、その装着部の外周面は、ばね部材の線材が存在する領域ではこれによって押圧されて径方向内側に弾性的に凹み、線材が存在しない領域では弾性的に復元している(弾性的性質)。従って、回転体の装着部の外周面はばね部材の線材によって局所的に押圧されている。そして、ばね部材を構成する線材は螺旋状に巻回されていることから、ばね部材に対して回転体が回転すると、装着部の外周面上の任意の点は線材と交差し、上記任意の点は線材が存在する領域と存在しない領域とを交互に移動することとなる、つまり線材によって間欠的に繰り返し押圧(弾性変形)せしめられる。ところで、上記線材によって装着部の外周面が押圧されて径方向内側に弾性的に凹むと、凹んだ部位の周方向両側は相対的に凸となる。そのため、ばね部材に対して回転体が回転すると、相対的に、ばね部材の線材は回転方向下流側に位置する上記凸を径方向内側に押し込みながら回転体の外周面上を回転する。このとき、回転体は粘性的性質をも備えている故に、線材が回転方向下流側に位置する凸を径方向内側に押し込みながら回転する際には、上記凸が回転方向下流側に圧縮せしめられることで、回転方向下流側の圧力は増大し、回転体が回転する際の抵抗即ち抵抗トルクが発生する。かかる抵抗トルクの大きさは回転体の回転速度に比例する(速度依存性を有する)。回転体の回転速度が増大すると、上記圧縮量が増大するためである。かような抵抗は造波抵抗に類すると解される。それ故に、ばね部材に対する回転体の回転速度の増大は効果的に抑制され、ロータリーダンパーとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特許第7088993号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
而して、上記特許文献1に示されたロータリーダンパーにあっては、(1)回転体に抵抗トルクを付与するばね部材はハウジングの内側に収容されていて、ばね部材をハウジングの外部から操作することはできないため、ばね部材が回転体に作用する抵抗トルクの大きさを調整することはできない。従って、回転体の回転速度を任意に調整することができない。また、(2)例えばブラインドの巻き取り機構に組み込まれた場合にはボトムレールが鉛直方向に自由落下する際の落下速度を充分に抑制することができるが、重力によって開位置から閉位置へ旋回閉動する外部機器に接続された場合には外部機器の旋回速度を充分に抑制することができない。これは、前者の場合、鉛直方向に自由落下するボトムレールには重力による一定の力が作用するため、ロータリーダンパーの回転体に作用する回転トルクの大きさは一定であるが、後者の場合、ロータリーダンパーの回転体に作用する回転トルクは、外部機器が開位置から閉位置へ旋回閉動するに従って漸次増大するためである。これについては後に更に言及する。
【0009】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その第一の技術的課題は、流体の粘性を利用することなく回転体に抵抗トルクを付与して回転体の回転速度を制限することができると共に、上記抵抗トルクを任意の大きさに調整することが可能な、新規且つ改良されたロータリーダンパーを提供することである。
【0010】
また、本発明の第二の技術的課題は、ロータリーダンパーの回転体に作用する回転トルクが漸次増大する場合であっても、回転体の回転速度を抑制することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者は、鋭意検討の結果、粘弾性を有する回転体にコイルばねを装着することに替えて又はこれと共に、回転体を局所的に押圧する押圧片をハウジングに配設し、上記押圧片を回転体に対して接近及び離隔する方向に移動可能とすることで、上記第一の技術的課題が解決できることを見出した。また、ロータリーダンパーにリンク機構を組み合わせて、ロータリーダンパーの回転体に作用する回転トルクの大きさを低減させることで、上記第二の技術的課題を解決できることを見出した。
【0012】
即ち、本発明の第一の局面によれば、上記第一の技術的課題を解決するロータリーダンパーとして、固定のハウジングと、前記ハウジング内で回転する回転体とを具備し、
前記回転体は回転軸に対して垂直に配置される回転平板を有し、
前記ハウジングは軸方向に貫通する筒状の支持壁を備え、前記支持壁の軸方向端面は前記回転軸に対して偏心した位置にて前記回転平板に対向し、前記支持壁の内周面には雌螺条が形成されており、
前記支持壁の内側には前記回転体を局所的に押圧する押圧片が配設され、前記押圧片の外周面には前記支持壁の内周面に形成された前記雌螺条と螺合する雄螺条が形成されていて、前記押圧片は前記回転体に対して接近及び離隔する方向に移動可能であって、
前記回転体が回転すると、前記押圧片は前記回転体を局所的に押圧しながら相対的に前記回転体の回転軸の周りを周方向に移動し、
前記回転体における、少なくとも前記押圧片によって押圧される部分は粘弾性を有する、ロータリーダンパーが提供される。
また、本発明の第一の局面によれば、上記第一の技術的課題を解決するロータリーダンパーとして、固定のハウジングと、前記ハウジング内で回転する回転体とを具備し、
前記回転体は前記回転軸に対して垂直に配置される回転平板を有し、
前記ハウジングには前記回転軸に対して偏心した位置で前記回転平板を局所的に押圧する押圧片が配設され、前記押圧片は前記回転体に対して接近及び離隔する方向に移動可能であって、
前記回転体が回転すると、前記押圧片は前記回転体を局所的に押圧しながら相対的に前記回転体の回転軸の周りを周方向に移動し、
前記回転体における、少なくとも前記押圧片によって押圧される部分は粘弾性を有し、
更に、前記回転体は軸方向に延びる円筒形状の装着壁を有し、前記装着壁は前記回転軸と共通の中心軸を備え、
前記装着壁の外周面には線材を螺旋状に巻回して形成されたばね部材が装着され、前記ばね部材には前記ハウジングによって保持されるフック部が設けられ、
前記回転体が回転すると、前記フック部が前記ハウジングによって前記ばね部材の締め付けが強まる方向に相対的に押されて、前記回転体は前記ばね部材に対して摺動し、
前記装着壁の外周面における、少なくとも前記ばね部材が摺動する部分は粘弾性を有する、ロータリーダンパーも提供される。
【0013】
記支持壁の内側には更に、前記回転平板に当接するボール及び前記押圧片によって押圧されて前記ボールを付勢する付勢手段が配置されていて、前記押圧片は前記ボールを介して前記回転平板を押圧するのが好適である。更にまた、前記回転平板には前記ボールを案内する円環形状の浅溝が形成されているのが好ましい。前記ハウジングは軸方向に対して垂直に配置される端板を備え、前記回転平板の外径は前記装着壁の外径よりも大きく、前記ばね部材は前記端板の底面と前記回転平板との間に配置され、前記ばね部材の前記フック部は軸方向において前記回転平板に近接して位置し、前記ばね部材を構成する前記線材は、前記回転平板から前記端板の底面に向かって時計方向に巻回せしめられているのがよい。更に、前記ばね部材を形成する前記線材の巻回数は1であるのがよい。前記回転体は一方向クラッチを備えて所要角度範囲内で回転する場合がある。
【0014】
また、本発明の第二の局面によれば、上記第二の技術的課題を解決する組み合わせとして、少なくとも前記回転体が一方向クラッチを備えて所要角度範囲内で回転する上記ロータリーダンパーとリンク機構との組み合わせであって、前記リンク機構は、前記回転体の回転軸に対して偏心した偏心軸を軸として回転可能であって且つ外部機器と一体回転する片側リンク片、前記回転軸を軸として回転可能であって且つ前記回転体と一体回転する他側リンク片、及び前記片側リンク片と前記他側リンク片とを接続する中間リンク片を含み、
外部機器が旋回すると、前記片側リンク片と前記中間リンク片とを接続する片側可動節が前記偏心軸の周りを回動しながら前記回転軸に接近して前記他側リンク片が回転せしめられる、組み合わせが提供される。
【発明の効果】
【0015】
本発明の第一の局面におけるロータリーダンパーにあっては、回転体を局所的に押圧する押圧片が回転体に対して接近及び離隔する方向に移動可能であって、回転体が回転すると、押圧片は回転体を局所的に押圧しながら相対的に回転体の回転軸の周りを周方向に移動し、回転体における、少なくとも押圧片によって押圧される部分は粘弾性を有する。押圧片が回転体に対して接近及び離隔する方向に移動することで、押圧片が回転体を押圧する力は変動し、押圧片と回転体との間で生じる摩擦による抵抗トルク及び上記造波抵抗に類する抵抗トルクの大きさも変動する。それ故、本発明の第一の局面におけるロータリーダンパーにあっては、流体の粘性を利用することなく回転体に抵抗トルクを付与して回転体の回転速度を制限することができると共に、上記抵抗トルクを任意の大きさに調整することができる。
【0016】
また、本発明の第二の局面における組み合わせにあっては、外部機器が旋回すると、片側リンク片と中間リンク片とを接続する片側可動節が偏心軸の周りを回動しながら回転軸に接近して他側リンク片が回転せしめられる。片側リンク片は外部機器と一体回転することから、外部機器が旋回することで発生する回転トルクは片側可動節にて中間リンク片に伝達される。また、片側可動節は回転軸に接近することから、その分だけ上記回転トルクは低減して他側リンク片に伝達される。他側リンク片から見ると、回転中心である回転軸からの腕の長さつまり片側可動節までの距離が漸次低減せしめられるためである。それ故に、外部機器が重力によって開位置から閉位置へ旋回閉動せしめられて回転トルクが漸次増大する場合であっても、かかる回転トルクはリンク機構によって漸次低減せしめられるため、上記したロータリーダンパーであっても外部機器の旋回速度を充分抑制させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】本発明に従って構成されるロータリーダンパーとリンク機構との組み合わせの好適実施形態の構成を示す図。
図2図1に示す組み合わせにおける、ロータリーダンパーのハウジングを単体で示す図。
図3図1に示す組み合わせにおける、ロータリーダンパーの回転体を単体で示す図。
図4図1に示す組み合わせにおける、ロータリーダンパーのばね部材を単体で示す図。
図5図1に示す組み合わせにおける、リンク機構の片側リンク片を単体で示す図。
図6図1に示す組み合わせにおける、リンク機構の他側リンク片を単体で示す図。
図7図6に示す他側リンク片に連結される従動シャフトを単体で示す図。
図8図1に示す組み合わせにおける、リンク機構の中間リンク片を単体で示す図。
図9図1に示す組み合わせにおいて、外部機器が旋回閉動したときのC-C断面図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明に従って構成されるロータリーダンパー及びこのロータリーダンパーとリンク機構との組み合わせについて、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語句「軸方向片側」及び「軸方向他側」は、特に指定しない限り、図1のB-B断面に示される状態を基準として、「軸方向片側」は同図において左側を、「軸方向他側」は同図において右側のこととする。
【0019】
図1には本発明に従って構成されるロータリーダンパーとリンク機構との組み合わせの好適実施形態が番号2で示されている。ロータリーダンパーは番号4、リンク機構は番号6で夫々示されている。この組み合わせ2は洋式便器の便蓋及び弁座や複写機のソーターの如き外部機器である旋回部材Xに接続され、これを開位置と閉位置との間で旋回可能に軸支する。図1には旋回部材Xが開位置にある状態が示されており、旋回部材Xは重力によって図9(b)に示す閉位置まで旋回閉動する。
【0020】
最初に、ロータリーダンパー4について説明する。ロータリーダンパー4は固定のハウジング8と、ハウジング8内で回転する回転体10とを具備している。図1と共に図2を参照して説明すると、合成樹脂製であるハウジング8は図2(a)に示すハウジング本体12と図2(b)に示すシールド14とを含んでおり、ハウジング8は図示しない適宜の固定具により壁等に固定される。ハウジング本体12は軸方向に対して垂直に配置される矩形形状の端板16と、この端板の外周縁から軸方向他側に延びる角筒形状の外周壁18とを有するカップ形状である。端板16は比較的肉厚であって、端板16の軸方向他側面には、回転体10及びこれの外周面に装着される後述するばね部材を収容する収容凹部20が形成されている。収容凹部20の底面には軸方向に貫通する円形の軸穴22が形成されている。収容凹部20の底面には更に、円形の没入部24が形成されていて、没入部24と軸穴22とは共通の中心軸を有する。収容凹部20の内周面は全体的に円筒形状であるが、所要角度範囲に亘って内径が増大せしめられた2つの円弧形状のポケット26が直径方向の両側に形成されている。更に、周方向に見た2つのポケット26の間の中央には、所要角度範囲に亘って内径が増大せしめられた円弧形状の逃げ溝28も形成されている。更にまた、周方向に見た2つのポケット26の各々と逃げ溝28との間には夫々、局所的に内径が増大せしめられてなるフック溝30も形成されている。収容凹部20の軸方向他側端部には周方向に断続的に延在する円弧形状の段部31が形成されている。端板16には更に収容凹部20とは異なる位置で軸方向に貫通する断面円形の軸穴32も形成されている。軸穴32の軸方向中間部には軸方向他側を向く円環形状の段部34が形成されている。外周壁18の軸方向端面の角部には夫々軸方向に直線状に延びる螺子穴36が形成されている。外周壁18の内周面の断面形状は矩形ではなく、図2(a)の左図に示されるとおりの所要形状となっている。
【0021】
シールド14はハウジング本体12の端板16と平面視において同一である矩形形状の端板38を備えている。端板38の角部には夫々軸方向に貫通する円形の通し穴39が形成されており、端板38をハウジング本体12の端板16と軸方向に対向させると共に通し穴39と螺子穴36とを整合させた状態で、通し穴39及び螺子穴36に図示しないボルトの如き締結具を挿通することで、シールド14はハウジング本体12に締結される。端板38には軸方向に貫通する円形の2つの軸穴40及び42が形成されている。2つの軸穴40及び42は夫々、シールド14がハウジング本体12に締結された際に、端板16に形成された軸穴22及び32と夫々対向する。軸方向において対向するハウジング本体12の軸穴22及びシールド14の軸穴40には夫々、回転体10の後述する回転軸o1に沿って延びる従動シャフト104の両端部が挿通せしめられて、軸穴22及び40は従動シャフト104を回転自在に軸支する。一方、軸方向において対向するハウジング本体12の軸穴32及びシールド14の軸穴42には夫々、後述する偏心軸o2に沿って延びる駆動シャフト84の両端部が挿通せしめられて、軸穴32及び42は駆動シャフト84を回転自在に軸支する。端板38には更に、軸方向に貫通する円形の連通穴43も形成されていて、端板38の軸方向片側面には、連通穴43の外周縁を囲繞して軸方向に延びる円筒形状の支持壁44が形成されている。従って、支持壁44は回転軸o1に対して偏心した位置で軸方向に貫通する。支持壁44の内周面には雌螺条46が形成されている。支持壁44については後に言及する。
【0022】
本発明のロータリーダンパーにあっては、回転体10における、少なくとも後述する押圧片によって押圧される部分は粘弾性を有する。図示の実施形態においては、回転体10全体が粘弾性を有する所要の合成樹脂材料により形成されている。かような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10の剛性を高めると共に速度依存性を向上させつつコストを抑制させることを企図して上記合成樹脂材料にはガラスファイバー及び炭化カルシウムを夫々適宜添加することが好ましい。粘弾性については後に更に言及する。
【0023】
図1と共に図3を参照して説明を続けると、回転体10は軸方向に対して垂直に配置される円形の回転平板48と回転平板48から軸方向片側に延びる円筒形状の装着壁50とを有し、回転平板48及び装着壁50は共通の中心軸を備えている。図1のB-B断面図と共に図2(a)のA-A断面図を参照することによって理解されるとおり、回転平板48はハウジング本体12の収容凹部20の内周面の軸方向他側端部に形成されている段部31によって、装着壁50の軸方向片側端部はハウジング本体12の没入部24によって夫々支持され、回転体10は上記共通の中心軸を回転軸o1として回転する。回転平板48の外径は装着壁50の外径よりも大きく、回転平板48の中央には装着壁50の内径よりも小さい円形の貫通穴52が形成されている。回転平板48の軸方向他側面には貫通穴52を囲繞する円環形状の浅溝53が形成されている。浅溝53の中心は回転軸o1と共通であって、浅溝53の断面は円弧形状である。ハウジング本体12とシールド14とが組み合わされた状態にあっては、シールド14に形成された支持壁44の軸方向片側端面が浅溝53と近接して対向する。装着壁50の内周面には径方向内側に突出して軸方向に直線状に延びる係止突条56が周方向に等角度間隔をおいて3つ形成されている。図示の実施形態においては、装着壁50の内側には一方向クラッチ54が配置される。図1では、容易に理解できるよう一方向クラッチ54にハッチングは付していない。一方向クラッチ54の外周面には軸方向に直線状に延びる係止凹溝58が周方向に等角度間隔をおいて3つ形成されており、係止凹溝58に装着壁50の内周面に形成された係止突条56が挿入されることで、一方向クラッチ54は回転体10に対して回転不能となる。一方向クラッチ54は周知のもの、例えば本願の出願人が本願に先立って出願して既に特許された特許第3501352号公報に記載のものであってよく、その詳細な説明は省略する。一方向クラッチ54の内側には後述する従動シャフト104が挿通され、従動シャフト104が図1のA-A断面図において時計方向に回転するときには、一方向クラッチ54は従動シャフト104と一体となって回転し、従動シャフト104が同反時計方向に回転するときには、一方向クラッチ54は従動シャフト104に対して空転つまり回転しない。
【0024】
図示の実施形態においては、回転体10の装着壁50の外周面にはばね部材60が装着されている。図1と共に図4を参照して説明すると、ばね部材60は断面円形の金属製の線材から構成され、上記線材が螺旋状に巻回せしめられた巻回部62と、巻回部62の軸方向両端にて上記線材が直線状に延びるフック部64及び逃げフック部66とを備えている。巻回部62は軸方向に見ると円形であって、線材の巻回数は1である。そして、自由状態における巻回部62の内径は回転体10の装着壁50の外径よりも小さく、ばね部材60は巻回部62が拡径せしめられた状態で回転体10の装着壁50の外周面に装着される。フック部64は巻回部62の法線方向に、逃げフック部66は巻回部62の接線方向に夫々直線状に延びている。ばね部材60が回転体10と共にハウジング本体12に形成された収容凹部20に収容されると、ばね部材60はハウジング本体12の端板16の底面と回転体10の回転平板48との間に位置し、巻回部62の外面が収容凹部20の内周面と対向する。そして、フック部64は収容凹部20に形成された2つのフック溝30のいずれかに挿入されると共に、逃げフック部66は収容凹部20に形成された逃げ溝28に挿入される。図示の実施形態においては、フック部64は図1のA-A断面図において左側に位置するフック溝30に挿入され、フック部64は軸方向他側に位置することから、ばね部材60を構成する線材は、フック部64から逃げフック部66に向かってつまり軸方向片側に向かって時計方向に巻回せしめられている。フック部64がフック溝30によって保持されることでばね部材60はハウジング8に対して回転不能となる。ばね部材60及び回転体10がハウジング本体12の収容凹部20に収容された後、ポケット26にはグリスの如き潤滑剤が充填される。かかる潤滑剤はポケット26に充填されるため、比較的大容量を充填することができ、所謂グリス切れは可及的に防止される。
【0025】
本発明のロータリーダンパーにあっては、ハウジング8には回転体10を局所的に押圧する押圧片68が配設され、押圧片68は回転体10に対して接近及び離隔する方向に移動可能である。図示の実施形態においては、押圧片68はシールド14に形成された支持壁44の内側に配置され、押圧片68の外周面には支持壁44の内周面に形成された雌螺条46と螺合する雄螺条70が形成されている。これにより、押圧片68が支持壁44に対して回転することで、押圧片68は支持壁44に対して軸方向に移動できる。支持壁44の内側には更に、回転平板48の浅溝53に当接する金属製のボール72及び押圧片68によって押圧されてボール72を付勢する付勢手段74(圧縮コイルばね)が配置されていて、図示の実施形態においては、押圧片68はボール72を介して回転平板48を押圧する。図示の実施形態においては、付勢手段74は圧縮コイルばねであるが、ボール72を付勢することができれば皿ばね等任意の手段であって良い。このことから、シールド14に対して押圧片68を一方向に回転させてこれをボール72に向かう方向に螺進させれば、付勢手段74がボール72を付勢する力が増大してボール72が回転体10の回転平板48を押圧する力は増大される一方、押圧片68を他方向に回転させてこれをボール72から離隔する方向に螺退させれば、付勢手段74がボール72を付勢する力が低減してボール72が回転体10の回転平板48を押圧する力は低減される。つまり、図示の実施形態においては、押圧片68は付勢手段74及びボール72を介して間接的に回転体10の外面を局所的に押圧、更に詳しくは回転軸o1に対して偏心した位置で回転平板48を軸方向に局所的に押圧し、押圧片68をシールド14に対して回転させることで、ボール72が回転体10を局所的に押圧する力を調整できる。ボール72は付勢手段74によって付勢されていることから、ボール72は安定して回転体10の外面に押圧せしめられる。所望ならば、押圧片68がボール72及び付勢手段74を介すことなく直接的に回転体10を押圧してもよい。この場合、回転体10の外面と当接する押圧片68の軸方向片側端面は摩耗防止等の観点から曲面とするのが良い。また、シールド14の連通穴43の内周面に雌螺条46が形成されていれば、軸方向に延びる支持壁44は必ずしも必要ではなく、これを省略することもできる。図示の実施形態においては、押圧片68が回転平板48をハウジング本体12の端板16に向かって軸方向に押圧することから、回転体10がハウジング本体12に対して軸方向他側に移動してシールド14がハウジング本体12から脱落することは可及的に防止される。
【0026】
本発明のロータリーダンパーの作動について説明する。
本発明のロータリーダンパーにあっては、回転体10が回転すると、押圧片68は回転体10を局所的に押圧しながら相対的に回転軸o1の周りを周方向に移動する。図示の実施形態にあっては、押圧片68はボール72を介して回転平板48を軸方向に押圧し、回転体10が回転すると、ボール72が回転平板48を軸方向に押圧しながら浅溝53に沿って、つまりこれによって案内されて回転軸o1の周りを周方向に移動する。このとき、回転体10における、少なくともボール72(押圧片68)によって押圧される部分(図示の実施形態にあっては回転体10全体)が粘弾性を有することから、回転体10にはボール72との間の摩擦による抵抗トルクと共に上述したとおりの造波抵抗に類する抵抗トルクが作用する。後者の抵抗トルクは速度依存性を有し、回転体10の回転速度が増大するに従って増大する。それ故に、例えば回転体10がブラインドのボトムレールに接続されてこれが鉛直方向に自由落下する場合には、回転体10の回転速度は重力による一定加速度の元で加速しようとするが、回転体10の回転速度が加速するとその分、回転体10が押圧片68(ボール72)から受ける上記後者の抵抗トルクも増大するため、回転体10の回転速度は抑制される。更に、本発明のロータリーダンパーにあっては、押圧片68が回転体10に対して接近及び軸方向に移動することで、押圧片68が回転体10を局所的に押圧する力を調整することができるため、上記抵抗トルクの大きさを調整することができ、上記ボトムレールの落下速度を任意に調整することができる。
【0027】
図示の実施形態においては、回転体10の装着壁50にはばね部材60が装着されていて、このばね部材60も押圧片68(ボール72)と同様に回転体10を局所的に押圧することから、ばね部材60からも押圧片68(ボール72)と同様の効果が得られ、回転体10の回転速度をより一層抑制することができる。回転体10の回転方向が、回転体10が回転した際にフック部64がハウジング8によってばね部材60の締め付けが強まる方向に相対的に押される場合、つまり図1のA-A断面において時計方向である場合には、回転体10の回転開始直後においてフック部64が慣性によって過剰に撓むことはない。それ故に、回転体10は回転開始直後から、つまり時間遅れなく、所要抵抗トルク下で回転することができる。このとき、図示の実施形態においては、ばね部材60を形成する線材の巻回数は1であるため、回転体10が回転した際にフック部64がハウジング8によってばね部材60の締め付けが強まる方向に相対的に押されても、回転体10はばね部材60に対してロック状態となることなく確実に摺動することができる。更に、図示の実施形態においては、ばね部材60はハウジング本体12の端板16の底面と回転平板48との間に配置され、ばね部材60のフック部64は軸方向において回転平板48に近接して位置し、ばね部材60を構成する線材は、回転平板48からハウジング本体12の端板16の底面に向かって(つまり軸方向片側に向かって)時計方向に巻回せしめられていることから、回転体10がばね部材60に対して回転(上述したとおり図1のA-A断面において時計方向に回転)した際には、ばね部材60の巻回部62が螺子として作用し、回転体10にはばね部材60に対して軸方向片側に推進する力が作用する。ばね部材60を構成する線材の巻回方向を逆にする、又はばね部材60の向きを入れ替えるなどして、回転体10がばね部材60に対して回転した際に、回転体10にばね部材60に対して軸方向他側に推進する力を作用するようにすることもできるが、このようにすると、回転体10がシールド14を押してこれをハウジング本体12から脱落させてしまう虞があり好ましくない。
【0028】
而して、回転体10が粘弾性を備えていても、ロータリーダンパー4がリンク機構6を介することなく旋回部材Xに直接連結された場合、ロータリーダンパー4は旋回部材Xの旋回速度を充分に抑制することはできない。回転体10がブラインドのボトムレールに接続された場合には、ボトムレールは鉛直方向に自由落下することから回転体10には重力に基づく一定の回転トルクが作用するが、回転体10が旋回部材Xに接続された場合には、旋回部材Xは重力によって旋回することから旋回部材の旋回角度位置によって回転体10に作用する回転トルクの大きさが変化するためである。以下、リンク機構6についての説明を続ける。
【0029】
図1を参照して説明すると、リンク機構6は片側リンク片76、他側リンク片78、及び中間リンク片80を含んでいる。図1と共に図5を参照して説明すると、片側リンク片76は細長平板状の主部82を備えている。主部82の軸方向片側面には、軸方向に延びる駆動シャフト84が形成されている。駆動シャフト84の断面形状は軸方向片側端部を除いて円形であり、駆動シャフト84の軸方向中間部には軸方向片側を向く円環形状の段部86が形成されている。駆動シャフト84の軸方向片側端部の外周面にはスプライン連結部88が形成されている。主部82の軸方向他側面には比較的大径の円柱形状の台座突出部90と、比較的小径の円柱形状の接続突出部92とが形成されている。台座突出部90は駆動シャフト84と共通の中心軸を有し、軸方向端面の中央には更に、比較的小径の円柱形状の支持突出部94が形成されている。図5と共に図1のB-B断面図及び図2(a)のA-A断面図を参照して説明すると、駆動シャフト84はハウジング本体12の端板16に形成された軸穴32に挿通せしめられこれに回転可能な状態で軸支される。駆動シャフト84が軸穴32に挿通せしめられると、スプライン連結部88がハウジング8の外部に露出し、スプライン連結部88には旋回部材Xが連結せしめられる。そして、段部86はハウジング本体12の端板16に形成された段部34によって支持されると共に、台座突出部90の外周縁部はハウジング本体12の端板16に形成された軸穴32の入口の外周縁部によって支持される。そして更に、ハウジング本体12とシールド14とが組み合わされると、支持突出部94はシールド14の端板38に形成された軸穴42に挿入されてこれに回転可能な状態で軸支される。このことから、片側リンク片76は回転体10の回転軸o1に対して偏心した偏心軸o2を軸として、旋回部材Xと一体となって回転する。
【0030】
図1と共に図6を参照して説明すると、他側リンク片78は平板状の主部96を備えている。主部96には更に、軸方向他側面に形成された円柱形状の連結突出部98と、軸方向に貫通する連結穴部100とが形成されている。連結穴部100の断面は全体的に円形であるが、内周面には周方向に等角度間隔をおいて軸方向に直線状に延びる突条102が6つ形成されている。連結穴部100を介して他側リンク片78は従動シャフト104に連結せしめられる。図7も参照して説明を続けると、従動シャフト104は中実であって、中間部106と、中間部106の軸方向片側に位置する片側部108と、中間部106の軸方向他側に位置する他側部110とに区画される。中間部106は円柱形状であって、これは図1のB-B断面図に示すとおり回転体10の内側に挿入される。更に詳しくは、中間部106の軸方向他側端部は回転体10の貫通穴52に、上記軸方向他側端部を除く部分は一方向クラッチ54の内側に配置される。片側部108は中間部106より小径な円柱形状であってハウジング本体12の端板16に形成された軸穴22に挿入されてこれに回転可能な状態で軸支される。他側部110は全体的に中間部106より小径な円柱形状であるが、その基端部の外周面には軸方向に直線状に延びる突条112が周方向に等角度間隔をおいて6つ形成されている。図7と共に図6及び図1のB-B断面図を参照することによって理解されるとおり、他側部110は他側リンク片78の連結穴部100に挿通せしめられて突条112が突条102と周方向に係合することで従動シャフト104は他側リンク片78に連結せしめられる。他側部110における突条112の形成されていない軸方向他側端部はシールド14の端板38に形成された円形の軸穴40に回転可能な状態で軸支される。かくして、他側リンク片78は回転軸o1を軸として、ロータリーダンパー4の回転体10と一体となって回転可能である。
【0031】
図1と共に図8を参照して説明すると、中間リンク片80は平板状であって、軸方向に貫通する円形の片側穴114及び他側穴116が形成されている。片側穴114には片側リンク片76に形成された接続突出部92が、他側穴116には他側リンク片78に形成された連結突出部98が夫々隙間嵌合せしめられる。かくして片側リンク片76及び他側リンク片78は中間リンク片80を介して接続され、これらのリンク片がリンク機構をなす。そして、片側リンク片76と中間リンク片80とを接続する接続突出部92及び片側穴114が片側可動節P1、他側リンク片78と中間リンク片80とを接続する連結突出部98及び他側穴116が他側可動節P2となる。
【0032】
続いて、図1と共に図9を参照して組み合わせ2の作動について説明する。上述したとおり、図1には旋回部材Xが開位置にあるときの状態が示されている。図示の実施形態においては、旋回部材Xは水平方向に対して80度起立した状態(θ=80°、θについては図9(a)を参照されたい)で開位置となる。旋回部材Xが開位置にあるとき、片側リンク片76の主部82の側面がハウジング本体12の外周壁18の内周面と当接して、片側リンク片76が偏心軸o2を軸として図1のC-C断面図において時計方向に回転することを阻止する。これにより、旋回部材Xが開位置から更に旋回開動することは阻止される。
【0033】
図1に示す状態、つまり旋回部材Xが開位置にある状態から重力によって旋回閉動せしめられ、旋回部材Xが水平方向に対して40度(θ=40°)傾斜したときのC-C断面が図9(a)に示されている。図1のC-C断面図と図9(a)とを比較参照することによって理解されるとおり、旋回部材Xが図中反時計方向に旋回することで、これと駆動シャフト84を介して一体回転する片側リンク片76は偏心軸o2を軸として反時計方向に回転する。そうすると、リンク機構6つまり片側リンク片76と他側リンク片78と中間リンク片80との作動により、片側可動節P1が偏心軸o2の周りを反時計方向に回動しながら回転軸o1に接近し、他側リンク片78は回転軸o1を軸として時計方向に回転する。他側リンク片78には従動シャフト104が連結されているため、従動シャフト104も時計方向に回転する。ここで、従動シャフト104が時計方向に回転する場合、一方向クラッチ54は従動シャフト104と回転体10とを相対回転不能に接続することから、回転体10は従動シャフト104と一体となって時計方向に回転する(回転体10の回転方向を図1のA-A断面図中に矢印で示す)。これにより、ばね部材60のフック部64はハウジング8のフック溝30においてばね部材60の締め付けが強まる方向に相対的に押され、回転体10には制動トルクが作用する。
【0034】
ここで、旋回部材Xの質量をm、重力加速度をg、水平方向に対する旋回部材Xの旋回角度をθとすると、旋回部材Xが重力によって旋回閉動せしめられる際に、旋回部材Xが重力によって旋回方向に受ける分力Fはmgcosθである。かかる分力Fは、旋回部材Xの旋回角度θが小さくなるつまり旋回部材Xが閉位置に向かって旋回閉動するに従って漸次増大する。トルクは力に比例するため、旋回部材Xが偏心軸o2を軸として旋回する際の回転トルクも漸次増大する。そして、分力F及びこれによる回転トルクは閉位置(θ=0°)にて最大となる。そのため、旋回部材Xがリンク機構6を介さずにロータリーダンパー4に直接連結される場合には、ばね部材60によって回転体10に制動トルクが作用せしめられたとしても充分ではなく、回転体10の回転速度つまり旋回部材Xの旋回速度を充分抑制させることができない。然しながら、図示の実施形態においては、ロータリーダンパー4はリンク機構6を介して旋回部材Xに接続されている。そのため、旋回部材Xが旋回すると、片側リンク片76と中間リンク片80とを接続する片側可動節P1が偏心軸o2の周りを回動しながら回転軸o1に接近して他側リンク片78が回転せしめられる。片側リンク片76は旋回部材Xと一体回転することから、旋回部材Xが旋回することで発生する回転トルクは片側可動節P1にて中間リンク片80に伝達される。また、片側可動節P1は回転軸o1に接近することから、その分だけ上記回転トルクは低減して他側リンク片78に伝達される。他側リンク片78から見ると、回転中心である回転軸o1からの腕の長さつまり片側可動節P1までの距離が漸次低減せしめられるためである。それ故に、旋回部材Xが重力によって開位置から閉位置へ旋回閉動せしめられて回転トルクが漸次増大する場合であっても、かかる回転トルクはリンク機構6によって漸次低減せしめられるため、上記したロータリーダンパー4であっても旋回部材Xの旋回速度を充分抑制させることができる。
【0035】
なお、本発明のロータリーダンパーにあっては、回転体10が回転した際、フック部64はハウジング8によってばね部材60の締め付けが強まる方向に相対的に押されることから、フック部64がばね部材60の締め付けが弱まる方向に相対的に押される場合と比べて回転体10の外周面の摩耗が促進されて使用寿命が短くなる傾向にある(発生トルクは大きくなるため、発生トルク対比では同じ)。然しながら、回転体10は旋回部材Xが旋回する所定角度範囲内でのみ回転するため、回転体10が一方向に連続回転する場合に比べてばね部材60に対する回転体10の回転回数は低減される。それ故に、本発明のロータリーダンパーが図示の実施形態のようにして使用される場合、ロータリーダンパー4そのものの使用寿命は問題になりにくい。
【0036】
旋回部材Xを図9(b)に示す状態から図1に示す状態に旋回開動つまり閉位置から開位置へ旋回開動させる際には、上記した旋回閉動とは逆に作動する。つまり、従動シャフト104は図9(b)において反時計方向に回転せしめられるため、従動シャフト104は一方向クラッチ54(回転体10)に対して空転し、何らの抵抗トルクを受けることなく旋回部材Xは旋回開動することができる。
【0037】
以上、本発明に従って構成されたロータリーダンパー及びロータリーダンパーとリンク機構との組み合わせ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。本発明のロータリーダンパーにあっては、押圧片が回転体を局所的に押圧しさえすればよいことから、押圧片は必ずしも回転平板を軸方向に押圧することに限定されず、回転体の外面を径方向に押圧してもよい。また、押圧片はハウジングとの螺合により回転体に対して接近及び離隔する方向に移動することに限定されない。例えば、押圧片には間隔をおいて複数の係止手段を設けると共にハウジングには単一の被係止手段を設け、ハウジングに対する押圧片の位置を段階的に調整できるようにすれば、押圧片は回転体に対して接近及び離隔する方向に移動可能となる。図示の実施形態においては、ばね部材60は回転体10の装着壁50の外周面に装着されていたが、装着壁の内周面に装着することもできる。その場合には、ばね部材のフック部は回転体の内側に挿通された軸状のハウジングによって保持され、一方向クラッチは装着壁の外周面に嵌め合わされる。図示の実施形態においては、ばね部材60はフック部64及び逃げフック部66を備えていたが、逃げフック部66は省略してもよい。また、フック部64は必ずしも法線方向に延びていなければならないわけではなく、ハウジング8によって保持されれば任意の形態であってよい。
【符号の説明】
【0038】
2:ロータリーダンパーとリンク機構との組み合わせ
4:ロータリーダンパー
6:リンク機構
8:ハウジング
10:回転体
44:支持壁
46:雌螺条
68:押圧片
70:雄螺条
72:ボール
74:付勢手段
【要約】
【課題】(1)流体の粘性を利用することなく回転体に抵抗トルクを付与して回転体の回転速度を制限することができると共に上記抵抗トルクを任意の大きさに調整することが可能なロータリーダンパーを提供する。(2)ロータリーダンパーの回転体に作用する回転トルクが漸次増大する場合であっても回転体の回転速度を抑制する。
【解決手段】(1)回転体10を局所的に押圧する押圧片68をハウジング8に配設し、上記押圧片68を回転体10に対して接近及び離隔する方向に移動可能とする。(2)ロータリーダンパー4にリンク機構6を組み合わせ、外部機器が旋回すると、片側リンク片76と中間リンク片80とを接続する片側可動節P1が偏心軸o2の周りを回動しながら回転軸o1に接近するようにする。
【選択図】図1
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9