(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸と、
筒状部を有し、この筒状部を介して前記主軸に固定的もしくは回転自在に装着された固定軸と、
筒状部を有し、この筒状部を介して前記主軸に回転自在に、かつ前記固定軸と並んで装着された回転軸と、
前記主軸に、自身と前記固定軸の筒状部との間に前記回転軸の筒状部を挟んだ状態で装着され、その弾発力で回転軸の筒状部を固定軸の筒状部に圧接して回転軸を制動するばね部材と、
前記主軸における前記ばね部材側の端部に螺合され、その螺合量によりばね部材の弾発力が調節されるねじ部材と、
前記固定軸と前記回転軸の各前記筒状部に巻装され、回転軸の一方向への回転に伴って縮径することにより回転軸を制動し得るコイルばねとを備えていることを特徴とする回転軸の制動機構。
【請求項２】
前記コイルばねの前記回転軸に対する制動力が、前記ばね部材の回転軸に対する制動力よりも強く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転軸の制動機構。
【請求項３】
前記主軸に、前記回転軸の回転範囲を規制するストッパ手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転軸の制動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、回転軸を一方向に回転させる場合にはある程度以上の回転力を与えないと回転せず、逆方向に回転させる場合には適宜な抵抗感が得られる作用をなすような回転軸の制動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転軸が、正逆いずれの方向に回転した場合においても制動力を受ける技術は、例えば、特公平１−４７６５６号公報や特公平３−２８６０７号公報等に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記各公報には、回転軸が正回転から逆回転、あるいはその逆の場合のいずれの回転変換時において、がたつきがなく所定の制動力が発揮されるといった作用効果が記載されている。ところが、ある特定の分野においては、少なくとも一方向に回転軸を回転させる際の制動力を制御して回転が可能となるような、すなわち回転軸を回転させる際に適宜な抵抗感が得られるような構成が求められている。このような要求を満足するには上記各公報に記載の技術では不可能であり、その開発が望まれていた。
よって本発明は、上記要求を満足する回転軸の制動機構を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、主軸と、筒状部を有し、この筒状部を介して前記主軸に固定的もしくは回転自在に装着された固定軸と、筒状部を有し、この筒状部を介して前記主軸に回転自在に、かつ前記固定軸と並んで装着された回転軸と、前記主軸に、自身と前記固定軸の筒状部との間に前記回転軸の筒状部を挟んだ状態で装着され、その弾発力で回転軸の筒状部を固定軸の筒状部に圧接して回転軸を制動するばね部材と、前記主軸における前記ばね部材側の端部に螺合され、その螺合量によりばね部材の弾発力が調節されるねじ部材と、前記固定軸と前記回転軸の各前記筒状部に巻装され、回転軸の一方向への回転に伴って縮径することにより回転軸を制動し得るコイルばねとを備えていることを特徴としている。
【０００５】
上記構成によれば、ばね部材の弾発力で回転軸の筒状部が固定軸の筒状部に圧接させられていることにより、回転軸にはばね部材の弾発力に応じた制動力が働く。したがって、回転軸を正逆いずれの方向に回転させる際にも、ばね部材の弾発力に応じた抵抗感を受ける。ここで、ねじ部材をばね部材方向にねじ込むと、ばね部材の弾発力が大きくなって制動力が強くなり、逆にばね部材を緩めると制動力は弱くなる。したがって、回転軸を逆方向に回転させる際の抵抗感を任意に調節することができる。
固定軸が主軸に固定的に装着されている場合において、回転軸を一方向に回転させると、固定軸および回転軸双方の筒状部に巻装されたコイルばねが縮径することにより、回転軸は制動させられる。コイルばねによる制動力は、各筒状部に対するコイルばねの巻き付き力に応じた摩擦抵抗によって変わってくる。すなわち、コイルばねの巻き付き力が緩いと制動力が弱く、巻き付き力が強いと制動力は強い。また、コイルばねが一端に腕部を有するねじりコイルばねであって、その腕部が固定軸あるいは回転軸のいずれか一方に係合されている場合には、回転軸の回転に伴って巻き付き力（摩擦抵抗）が増大し、一定の回転力以下では回転軸を回転させることは不可能となる。そして、回転不能としている摩擦抵抗に抗して回転軸を回転させると、回転軸は回転する。なお、固定軸が主軸に回転自在に装着されている場合には、固定軸はコイルばねの巻き付き力に応じて回転軸に対し速度差をもって一方向に相対回転する。
【０００６】
また、コイルばねの回転軸に対する制動力を、ばね部材の回転軸に対する制動力よりも強く設定すると、実質的には、回転軸を一方向へ回転させる際にはコイルばねの制動力が働き、一方向とは逆方向に回転させる際にはばね部材による制動力が働く。
さらに、回転軸の回転範囲を所望の範囲に規制したい場合には、固定軸に回転軸の回転範囲を規制するストッパ手段を設ければよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１の符号６は円盤状の固定板であり、この固定板６の中心には、固定カラー（筒状部）８を介して主軸７が挿入されている。主軸７は固定カラー８に圧入されて双方は互いに一体となっている。この場合、固定板６と固定カラー８とで固定軸３０が構成されている。主軸７は、図１（ｂ）に示すように、軸部７ａの一端に頭部７ｂを、また他端にねじ部７ｃを有している。固定カラー８は、固定板６に回転不能に嵌合されている。したがって、主軸７は固定カラー８とともに固定板６に固定されて回転不能となっている。図１（ｂ）において主軸７の軸部７ａにおける固定カラー８の左側には、固定カラー８と外径が同一の回転カラー（筒状部）９が回転自在に装着されている。この回転カラー９には、円盤状の回転板１２が相対回転不能に嵌合されている。図２に示すように、回転板１２には楕円状の嵌合孔１２ａが形成されており、この嵌合孔１２ａに回転カラー９の端部が嵌合されている。これにより、回転板１２と回転カラー９とは相対回転不能かつ一体に回転可能となっている。この場合、回転カラー９と回転板１２とで回転軸４０が構成されている。図２に示すように、回転板１２の外周の互いに１８０度離れた位置には、図１および図２において左側に突出するストッパ片１３が形成されている。
【０００８】
図１（ｂ）に示すように、主軸７における回転カラー９の左側には、ワッシャ１４を介して図３に示す略楕円状の規制板（ストッパ手段）１５が外装され、さらに皿ばね（ばね部材）１６が外装されて、ねじ部７ｃに２組のナット（ねじ部材）１７ａ，１７ｂが螺合されている。これらナット１７ａ，１７ｂは互いの緩み止めをなし、皿ばね１６はナット１７ａ，１７ｂにより弾性的に規制板１５に当接させられている。したがって、回転板１２と回転カラー９とは、ともに皿ばね１６の弾発力によって生じる摩擦抵抗により、その回転にある程度の制動力がかかるようになっている。ちなみに、２組のナット１７ａ，１７ｂの固定位置を主軸の左端部側にすれば（緩めれば）皿ばね１６の弾発力は小さくなって制動力が弱くなり、ナット１７ａ，１７ｂをねじ込むほど皿ばね１６の弾発力は大きくなって制動力が強くなるようになっている。すなわち、ナット１７ａ，１７ｂのねじ込み量を変えることにより、回転軸４０の回転を制動する制動力を調節することができるようになっている。
【０００９】
図１（ｂ）に示すように、固定カラー８と回転カラー９の外周には、ねじりコイルばね１８が巻装されている。このねじりコイルばね１８は、その一端に図示せぬ腕部を有しており、この腕部が回転カラー９に係止されている。このねじりコイルばね１８は、回転軸４０が図１（ａ），（ｃ）のＱ方向で示す一方向に回転しようとすると縮径して回転カラー９と固定カラー８の双方に巻き付き、回転カラー９が固定カラー８と一体化して回転軸４０のＱ方向への回転が制動させられるようになっている。これとは逆に、回転軸４０をＰ方向に回転させるとねじりコイルばね１８は巻き戻されて緩み、回転軸４０の回転が許容されるようになっている。回転軸４０に対するねじりコイルばね１８の制動力は、回転軸４０をＱ方向へ回転させる力が所定以下の場合に働く。そして、それ以上の回転力がかかると、回転カラー９はねじりコイルばね１８の巻き付き力に抗してねじりコイルばね１８とともに回転し、かつ固定カラー８の外周面を滑って回転して、回転軸４０はＱ方向に回転するようになっている。なお、ねじりコイルばね１８は、回転軸４０が一方向に回転する場合に縮径し、かつその一端の腕部が固定カラー８に係合されていても、同様の制動作用が発揮される。
【００１０】
ねじりコイルばね１８の回転軸４０に対する制動力は、皿ばね１６の回転軸４０に対する制動力よりも強く設定されており、したがって、実質的には、回転軸４０を図１（ａ），（ｃ）のＱ方向へ回転させる際にねじりコイルばね１８の制動力が働き、これとは逆方向のＰ方向に回転させる際に皿ばね１６による制動力が働くようになっている。
【００１１】
図３に示すように、規制板１５の中央には楕円状の嵌合孔１５ａが形成されており、この嵌合孔１５ａに主軸７の軸部７ａが嵌合している。よって、規制板１５は主軸７と一体となっている。この規制板１５の外周には、一対の切欠き部２０が点対称的に形成されており、各切欠き部２０の両端に形成された一対の段部が、それぞれ第１のストッパ部２０ａおよび第２のストッパ部２０ｂとされている。前記回転板１２に形成された各ストッパ片１３は、回転軸４０の回転に伴い、第１のストッパ部２０ａと第２のストッパ部２０ｂとの間の切欠き部２０の周面に沿って角度α゜の範囲で回転する。すなわち、回転軸４０の回転範囲が、規制板１５により角度α゜に規制されている。第１のストッパ部２０ａと第２のストッパ部２０ｂとにより定められる回転軸４０の回転範囲α゜は、切欠き部２０の周長をどの程度に形成するかで任意に設定することができる。この場合の回転角度α゜は、７０〜８０゜に設定されている。
【００１２】
次いで、回転軸４０の回転作用を説明する。
回転軸４０における回転板１２の各ストッパ片１３が、規制板１５の第１のストッパ部２０ａに当接している状態から、回転軸４０を図１（ａ），（ｃ）のＰ方向に回転させると、皿ばね１６による制動力に応じた抵抗を感じながら回転軸４０を回転させることができる。その抵抗感は、ナット１７ａ，１７ｂのねじ込み量を調整することにより、使用者の好みに調節することができる。ちなみに、ナット１７ａ，１７ｂを完全に緩めて皿ばね１６の弾発力を無くせば、抵抗感が無くなり、きわめて軽い力で回転軸４０を回転させることができる。所望の位置まで回転軸４０を回転させた状態で、回転軸４０をＱ方向に回転させようとすると、前述したねじりコイルばね１８の制動力により回転軸４０は回転しない。さらに回転軸４０を回転させる力を強めると、回転カラー９がねじりコイルばね１８の巻き付き力に抗してねじりコイルばね１８とともに回転し、かつ固定カラー８の外周面を滑って回転し、回転軸４０をＱ方向に回転させることができる。回転軸４０は、皿ばね１６の制動力により常に回転された位置で保持される。
上記固定軸３０および回転軸４０には、それらの回転板６，１２にレバーが取り付けられたり、回転板６，１２の外周面にギヤが形成されたり、回転板６，１２がプーリとして用いられたりすることにより、様々な回転機構に応用することができる。
【００１３】
さらに、このような回転軸の制動機構は、回転軸がある回転位置で保持され、回転軸を一方向に回転させる際には制動され、なおかつその制動力を超えると同方向に回転させることができ、さらに、逆方向への回転時には適宜な抵抗感を受けるような構造が望ましい分野に好適である。例えば、各種の蓋や扉のヒンジ部が挙げられ、具体的には、書類ロッカーの扉、複写機の原稿押さえ蓋、プリンタの給紙トレーの開閉蓋、電子レンジ等の加熱調理器の蓋などに適用可能である。
【００１４】
なお、本発明は上記一実施形態に限定されるものではなく、例えば、固定軸３０の固定カラー８と回転軸４０の回転カラー９に巻装されるコイルばねが、腕部を有していないものであってもよい。その場合のコイルばねによる制動力は、各カラー８，９に対するコイルばねの巻き付き力に応じた摩擦抵抗によって変わってくる。すなわち、コイルばねの巻き付き力が緩いと制動力が弱く、巻き付き力が強いと制動力は強い。また、各カラー８，９の外径を異ならせてこれらカラー８，９に対するコイルばねの巻き付き力を異ならせることにより、回転軸４０を回転させる際に得られる抵抗感を変化させることができる。
また、固定軸３０が主軸７に回転自在に装着されていてもよい。この場合には、固定軸３０はコイルばねの巻き付き力に応じて回転軸４０に対し速度差をもって一方向に相対回転する。したがって、例えば回転軸４０を回転させるに伴い固定軸３０を減速回転させる機構などに応用することができる。
さらに、固定軸３０においては回転板６と固定カラー８とを一体化させてもよく、これと同様に、回転板６と固定カラー８とを一体化させてもよい。また、固定軸３０を主軸７に固定する手段としては、圧入の他に、接着剤による接着、断面を小判状や矩形等にしての嵌合、あるいは凹凸嵌合等でもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回転軸を回転させる際に適宜な抵抗感が得られるとともに、一方向に回転させる際には制動力が働き、なおかつその制動力に抗すれば回転軸を回転させることができるような構成が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の（ａ）：一側面図、（ｂ）：図１（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図、（ｃ）：他側面図である。
【図２】回転板の（ａ）：側面図、（ｂ）：正面図である。
【図３】規制板の側面図である。
【符号の説明】
７…主軸、８…固定カラー（固定軸の筒状部）、
９…回転カラー（回転軸の筒状部）、１５…規制板（ストッパ手段）、
１６…皿ばね（ばね部材）、１７ａ，１７ｂ…ナット（ねじ部材）、
１８…ねじりコイルばね、３０…固定軸、４０…回転軸。
【図１】
0003539845.tif 000002
【図２】
0003539845.tif 000003
【図３】
0003539845.tif 000004