(57)【要約】      （修正有）【課題】所定の回転位置からダンパー力を発揮するとともに、回転負荷がなくなると独自に素早く復帰するロータリーダンパーを提供する。【解決手段】ハウジング内の閉鎖空間内の空気をインペラーで圧縮した際に生じる空圧をダンパー力とするロータリーダンパーにおいて、インペラーと回転対象体の間に所定の回転数だけ空回転する空回転機構を設け、該空回転機構が、渦巻き状の溝を形成した平面と直線状の溝を形成した平面とを相互に同軸回転自在に突き合わせ、両者の溝が重なった所に形成される空所に剛球を配する構成とした。この空回転機構により、所定の空回転後にダンパー力を発揮させることが可能となった。また、ハウジングとインペラーを捩じれコイルスプリングで連結してもよい。これにより、ロータリーダンパーに加わる回転負荷がなくなるとすぐにインペラーが初期位置に復帰できる。【選択図】図１
2006275250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に仕切り壁を備えたハウジングと、ハウジング内に回転自在に取り付けられ外周面に仕切り壁を備えたインペラーとを有し、ハウジングの内周面及び仕切り壁とインペラーの外周面及び仕切り壁とで閉鎖空間を形成し、インペラーが回転して閉鎖空間内の空気が圧縮される際の空圧によってインペラーに連結された回転対象体の回転力を緩和するロータリーダンパーにおいて、インペラーと回転対象体の間に所定の回転数だけ空回転する空回転機構を設け、該空回転機構が、渦巻き状の溝を形成した平面と直線状の溝を形成した平面とを相互に同軸回転自在に突き合わせ、両者の溝が重なった所に形成される空所に剛球を配する構成としたロータリーダンパー。
【請求項２】
ハウジングとインペラーを捩じりコイルスプリングで連結し、その復元力でインペラーを初期位置に復帰させる請求項１に記載のロータリーダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の回転位置からダンパー機能を発揮するロータリーダンパーに関し、特に通常は複数回回転するシャフト、プーリー、ドラム等の回転対象物を有するエレベータ、シャッタなどの設備に取り付けて回転動作の終了時の衝撃を緩和するロータリーダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転シャフトやプーリーなどの回転対象物を備えたシャッタやエレベータなどでは、回転対象物の回転動作の完了時に移動体がその慣性力により静止体に勢いよく当たって強い衝撃を与えたり大きな衝撃音を発したりすることがある。
通常、このような回転対象物に連結された移動体が引き起こす衝撃を吸収するために、回転対象物にロータリーダンパーを取り付けることが考えられる。回転運動を緩和するロータリーダンパーとしては、例えば、回転軸に連結された仕切り体を筐体内に配置してその回転に伴い収縮する密閉空間を形成したものがあり、密閉空間が収縮する際の液圧又は空圧によりダンパー力を得ていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６-２８０９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載のロータリーダンパーでは、通常動作において複数回転する回転対象体に用いると、初回の回転時から断続的にダンパー力が作用してしまう。よって、シャッタなどのように複数回の回転行程の最終回の回転時のみダンパー力が必要な用途には適していない。これは、ロータリーダンパーと制動すべき回転対象体とが常に回転力を伝達するように直接的に連結されていたからである。
【０００４】
また、特許文献１に記載のロータリーダンパーでは、回転負荷が加わらなくなっても、回転対象体の逆回転に連動してロータリーダンパーが逆回転するので、独自には迅速に復帰することができなかった。
【０００５】
本発明は、このような従来のロータリーダンパーの問題点を解消するものであり、所定の回転位置からダンパー力を発揮できる空回転機構を有するロータリーダンパーを提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明の別の目的は、加えられていた回転負荷がなくなると独自に素早く復帰することができるロータリーダンパーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、内周面に仕切り壁を備えたハウジングと、ハウジング内に回転自在に取り付けられ外周面に仕切り壁を備えたインペラーとを有し、ハウジングの内周面及び仕切り壁とインペラーの外周面及び仕切り壁とで閉鎖空間を形成し、インペラーが回転して閉鎖空間内の空気が圧縮される際の空圧によってインペラーに連結された回転対象体の回転力を緩和するロータリーダンパーにおいて、インペラーと回転対象体の間に所定の回転数だけ空回転する空回転機構を設け、該空回転機構が、渦巻き状の溝を形成した平面と直線状の溝を形成した平面とを相互に同軸回転自在に突き合わせ、両者の溝が重なった所に形成される空所に剛球を配する構成とした。
【０００８】
本発明のロータリーダンパー本体は、ハウジングとその内部に設けられるインペラーとで形成される閉鎖空間が、インペラーの回転に従って収縮する際の圧縮空気の空圧によってダンパー力を得る型式のものであるが、これに限定されない。例えば、閉鎖空間に粘性液体を満たし、閉鎖空間の収縮の際に生じる液圧によってダンパー力を得る型式、捩じりコイルバネによる復元力によりダンパー力を得る型式などを採用し、これと本発明の空回転機構を組み合わせることもできる。
【０００９】
空回転機構は、ロータリーダンパー本体のインペラーとダンパー力を作用させる回転対象体との間に設けられるものであり、所定の回転数だけ空回転して回転対象体の回転力をインペラーに伝達しないようにする。この「所定の回転数」は、実数又は分数で表すことができる数である。空回転機構は、具体的には、渦巻き状の溝を形成した平面を有する部材と、直線状の溝を形成した平面を有する部材とを備え、両平面を相互に同軸回転自在に突き合せ、両者の溝が重なった所にできる空所に１つの剛球を配する構成とする。これらの部材を一方はインペラーに他方は回転対象体に連結する。渦巻き状の溝は、隣接する溝が密に接するように形成するのが好ましいが、間隔を開けて形成することもできる。直線状の溝は、径方向に延びた直線状の溝とすることもできるし、径方向に対して斜め直線状の溝とすることもできる。渦巻き状の溝をもった平面と直線状の溝をもった平面との組み合わせは、１セットでもよいし、複数セットをカスケード状に重ねて構成してもよい。複数セットを重ねる場合には、全体の空回転数は、それぞれの空回転数の合計となる。
【００１０】
また、本発明のロータリーダンパーは、ハウジングとインペラーを捩じりコイルスプリングで連結し、その復元力でインペラーを初期位置に復帰させる構成とすることもできる。
【００１１】
上述した本発明による課題解決手段の作用は次の通りである。まず、回転対象体の回転力が空回転機構に伝えられると、渦巻き状溝と直線状溝の重なった所の空所に配された剛球が、渦巻き状溝および直線状溝に沿って移動し始める。この際には渦巻き状溝の形成された平面と直線状溝が形成された平面との間で回転力は伝達されず、空回りが起こる。回転負荷が掛かり続けると、剛球は渦巻き状溝の端又は直線溝の端まで移動しそれ以上進めないので停止する。剛球が溝の端まできて停止すると、両平面間で回転力が伝達されるようになり、空回転が終わる。それ以降は、回転対象体の回転力が空回転機構を経てインペラーに伝えられ、インペラーがハウジング内で回転する。インペラーが回転すると、ハウジングの内面及び仕切り壁とインペラーの外面及び仕切り壁とが作る閉鎖空間が収縮し、圧縮空気による空圧をインペラーが受ける。この空圧によるダンパー力はインペラーから空回転機構を経て回転対象体に伝達され、回転対象体の回転運動を減衰させる。ハウジングとインペラーが捩じりコイルスプリングで連結されている場合には、回転対象体による回転負荷がなくなると、インペラーは捩じりコイルスプリングの復元力によって独自に素早く初期位置に復帰する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、空回転機構が、渦巻き状の溝を形成した平面と直線状の溝を形成した平面とを相互に同軸回転自在に突き合わせ、両者の溝が重なった所に形成される空所に剛球を配する構成としたことで、簡単な構成により任意の回転数の空回転が確実に実現でき、所定の空回転後に回転ダンパー力を発揮させることが可能となった。
【００１３】
また、ハウジングとインペラーを捩じりコイルスプリングで連結し、その復元力でインペラーを初期位置に復帰させる構成とすることにより、逆回転時の空回転の終了を待つことなく素早くダンパーが復帰し、逆回転の途中から正回転に変更されてもダンパー機能を発揮させることができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
本発明に係るロータリーダンパーは、図１に示すように、ハウジング７と該ハウジング内に回転自在に取り付けられたインペラー６とでロータリーダンパーの本体を構成し、ロータリーダンパーを回転対象体に取り付けるためのアタッチメント１とロータリーダンパー本体との間に、所定の空回転を発生させるための空回転機構２、３、４、５が設けられている。
【００１５】
このロータリーダンパー本体を構成するハウジング７は、図６に示されるように、円筒状の内周面を有し、その内周面上に径方向内向きに突出した仕切り壁７ａを備える。
【００１６】
インペラー６は、図５に示されるように、円筒状の外周面を有し、その外周面上に径方向外向きに突出した仕切り壁６ａを備える。インペラー６の円筒端部には円筒状外周面から径方向外向きに延びたつば部が形成されている。図１Ｂ及び図１Ｄに示されるように、インペラー６はハウジング７内に気密かつ回転自在に取り付けられ、ハウジング７の仕切り壁７ａ及び内周面とインペラー６の仕切り壁６ａ、円筒状外周面及びつば部とによって２つの閉鎖空間が形成される。ハウジング７に形成された溝部７ｄと、インペラー６に形成された溝部６ｅにはインペラー６を回転自在に保つ気密シールが設けられる。
【００１７】
アタッチメント１は、回転シャフト、プーリー、ドラムなどの回転対象体にロータリーダンパーを連結するための部品であり、図２に示されるように、中心に円形孔１ｂを有する円板状の本体からなる。円板状本体の一方の面には正方形状の突起１ｃが設けられ、ローター２の正方形状の凹部２ｃに角インロウ嵌合させ、回転力を伝達する。アタッチメント１の正方形状突起１ｃの外側には、回転対象体に固定するためのネジ孔１ａが４つ設けられている。
【００１８】
空回転機構は、ローター２、第１カップリング３、第２カップリング４及び第３カップリング５により得られる。まず、ローター２は、図３に示されるように、中心に円形孔２ｂを有する円板状をなし、円板本体の一方の面に半径方向に延びた直線状の溝２ａが形成されている。もう一方の面には、上述のように正方形状の凹部２ｃが形成され、アタッチメント１と角インロウ嵌合させる。また、ローター２の側面には切り欠き２ｄが設けてあり、円筒状カバー８の端部内周面上の突起を引っかけて固定する（図１Ｂ参照）。
【００１９】
第１カップリング３は、中心に円形孔を有する円板状をなし、一方の面には渦巻き状の溝が３周分形成されている。もう一方の面には半径方向に延びた直線状の溝が形成されている。第１カップリング３の渦巻き状の溝が形成された面と、ローター２の直線状の溝２ａが形成された面が相互に同軸回転自在に合わせられる。その際、第１カップリング３の渦巻き状の溝とローター２の直線状の溝２ａが交差する所に剛球１４を1個配し、相互回転に従って剛球が溝内を移動する。剛球１４が溝内を移動可能なときは、ローター２の回転力が第１カップリング３には伝達されず空回りする。剛球１４が渦巻き状の溝か又は直線状の溝の端までくると、ローター２の回転力が第１カップリング３に伝達されるようになり、空回りは終わる。図８は第１カップリング３の別の実施例を示す。径方向の直線状の溝の代わりに、径方向に対して斜め直線状の溝３ａが形成されている。
【００２０】
第２カップリング４は、図４に示されるように、中心に円形孔４ｂを有する円板状をなし、円板の両面に渦巻き状の溝４ａがそれぞれ３周分形成されている。第２カップリング４の渦巻き状の溝４ａが形成された一方の面と、第１カップリング３の直線状の溝が形成された面が相互に同軸回転自在に突き合わせられる。その際、第２カップリング４の渦巻き状の溝４ａと第１カップリング３の直線状の溝が交差する所に1個の剛球１４を配し、相互回転に従って剛球１４が溝内を移動する。剛球１４が溝内を移動可能なときは、第１カップリング３の回転力が第２カップリング４には伝達されず空回りする。剛球１４が渦巻き状の溝か又は直線状の溝の端までくると、第１カップリング３の回転力が第２カップリング４に伝達されるようになり、空回りは終わる。
【００２１】
第３カップリング５は、中心に円形孔を有する円板状をなし、円板本体の一方の面には半径方向に延びた直線状の溝が形成され、もう一方の面はインペラー６に連結される。第３カップリング５の側面には切り欠きが設けてあり、円筒状カバー８の内周面に設けられた突起が嵌入されてカバー８を固定する（図１Ｂ参照）。第３カップリング５の直線状の溝が形成された面と、第２カップリング４の渦巻き状の溝４ａが形成された面が相互に同軸回転自在に突き合わせられる。その際、第２カップリング４の渦巻き状の溝４ａと第３カップリング５の直線状の溝が交差する所に1個の剛球を配し、相互回転に従って剛球が溝内を移動する。剛球が溝内を移動可能なときは、第２カップリング４の回転力が第３カップリング５には伝達されず空回りする。剛球が渦巻き状の溝か又は直線状の溝の端までくると、第２カップリング４の回転力が第３カップリング５に伝達されるようになり、空回りは終わる。
【００２２】
上述した第２及び第３カップリング４及び５に形成される渦巻き状の溝は、３周分としたが、ダンパー力を作用させるべき回転対象体に依存して任意数の周回分とすることができる。また、上述した渦巻き状の溝及び直線状の溝の断面形状は半円状とするのが、剛球を確実に支持し転がり移動させる上で好ましい。また、ローター２、第１カップリング３及び第３カップリング５に形成される直線状の溝は、図８Ａに示すように径方向に対して斜め直線状の溝とすることもできる。これにより、剛球の受圧面積が広くなり耐久性が向上する。
【００２３】
また、上記実施例では、空回転機構を構成する渦巻き状の溝のある面と直線状の溝のある面との組合せは３セットあるが、１以上の任意のセット数で空回転機構を実現できる。渦巻き状の溝のある面と直線状の溝のある面との組合せが複数セットある場合には、それぞれの空回転数を合計したものが空回転機構全体の空回転数となる。
【００２４】
また、渦巻き状の溝と直線状の溝との組合せによる空回転機構において、開始時の剛球の位置を溝の端部ではなく所定の位置に設定することにより、空回転数を調節することもできる。
【００２５】
ロータリーダンパーに掛かる回転負荷がなくなった後にインペラー６を初期位置に復帰させるために、捩じりコイルスプリング１２でハウジング７とインペラー６を連結することができる。捩じりコイルスプリング１２は、図７に示されるように、コイルスプリングの両端が軸方向に延びた所定長さの線材部分１２ａを有する。ハウジング７とインペラー６には、この線材部分１２ａを収容する孔が設けられており、コイルスプリング１２の一方の端部の線材部分１２ａがハウジング７の孔に嵌入され、もう一方の端部の線材部分１２ａがインペラー６の孔に嵌入される（図１Ｂ参照）。ハウジング７及びインペラー６への捩じりコイルスプリング１２の取り付けは、インペラー６が初期位置（ゼロ点）にあるときには捩じりコイルスプリング１２による復元力が発生しないようにする。
【００２６】
インペラー６が回転して閉鎖空間内の空気が圧縮され空圧によるダンパー力が発生する際には、捩じりバネスプリング１２による復元力も加わり、ダンパー力が強まる。ロータリーダンパーに加わる回転負荷がなくなると、空回転機構による空回転の終了を待たずに、捩じりバネスプリング１２の復元力によってインペラー６が初期位置に復帰し、次のダンパー動作のスタンバイが整う。
【００２７】
次に、上記のように構成された本発明の動作について説明する。
まず、ハウジング７とインペラー６とから構成されるロータリーダンパー本体のダンパー動作について説明する。
上述したように、ハウジング７の内周面及び仕切り壁７ａとインペラー６の外周面及び仕切り壁６ａとによりハウジング内に２つの閉鎖空間が形成される。回転対象体に連結されたインペラー６が回転すると、インペラー６の仕切り壁６ａが回転して一方の閉鎖空間内の空気が圧縮され空圧による反発力（ダンパー力）がインペラー６に加わる。その際、圧縮された空気は、空気通路を経て所定量ずつもう一方の閉鎖空間に逃げることができる。回転負荷がなくなると、インペラー６の仕切り壁６ａの回転も停止しダンパー力の発生も止む。回転対象体が逆回転を始め、空回転機構の空回転が終わると、インペラー６に逆回転負荷が加わり、インペラー６の仕切り壁６ａが初期位置に復帰する。その際、ハウジング７の仕切り壁７ａの先端部とインペラー６の仕切り壁６ａの先端部には、それぞれ一方向性のシールが配置されているので、インペラー６の復帰する方向には小さなトルクで復帰させることができる。ハウジング７とインペラー６が捩じれコイルスプリング１２で連結してある場合には、回転負荷がなくなると、空回転機構による空回転とは無関係に捩じれコイルスプリング１２の復元力によりインペラー６が初期位置に復帰する。
【００２８】
次に、ロータリーダンパー本体とアタッチメント１との間に設けられる空回転機構の空回転動作について説明する。
ドラムなどの回転対象体に取り付けられたアタッチメント１が回転すると、アタッチメント１にインロウ嵌合されたローター２に回転力が伝達されてローター２も回転する。ローター２と第１カップリング３の合せ面、第１カップリング３と第２カップリング４の合せ面、及び第２カップリング４と第３カップリング５の合せ面には、渦巻き状溝、直線状の溝及びその交差箇所に配された剛球からなる空回転機構が設けられているので、所定の回転数だけ空回りする。すなわち、まずローター２と第１カップリング３との空回転後はローター２の回転力が第１カップリング３に伝わり、第１カップリング３が回転を始める。その際、第１カップリング３と第２カップリング４とは所定の回転数だけ空回転する。この空回転後は第１カップリング３の回転力が第２カップリング４に伝わり、第２カップリング４も回転を始める。その際、第２カップリング４と第３カップリング５とは所定の回転数だけ空回転する。この空回転後に第２カップリング４の回転力が第３カップリング５に伝わり、第３カップリング５も回転を始める。第３カップリング５はインペラー６に空回転機構なしで連結されているので、第３カップリング５の回転力はすぐにインペラー６に伝わりダンパー力が発生する。インペラー６に加わるダンパー力は、第３カップリング５から順に第２カップリング４、第１カップリング３、ローター２、アタッチメント１に伝達されて最終的にドラムなどの回転対象体の回転を制動する。
【００２９】
全体の空回転数は、各空回転数を合計したものである。例えば、渦巻き状の溝を有する面と直線状の溝を有する面とが突き合わされたものを1セットとし、各セットの空回転が４回転＋４５°とし、これが３セットあるとすると、全体の空回転は、（４回転＋４５°）×３＝１２回転＋１３５°となる。
【００３０】
このように、本発明による空回転機構をロータリーダンパーに組み合わせることにより、所定の回転位置にてダンパー機能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】組み立てられた本発明によるロータリーダンパーを示し、図１Ａは正面図、図１Ｂは図１ＡにおけるＢ-Ｂ線側面断面図、図１Ｃは背面図、図１Ｄは図１ＢにおけるＤ-Ｄ線断面図、図１Ｅは図１ＢにおけるＥ-Ｅ線断面図である。
【図２】アタッチメントを示し、図２Ａはその正面図、図２Ｂは図２ＡにおけるＢ-Ｂ線断面図、図２Ｃは背面図である。
【図３】ローターを示し、図３Ａはその正面図、図３Ｂは図３ＡにおけるＢ-Ｂ線断面図、図３Ｃは背面図である。
【図４】第２カップリングを示し、図４Ａはその正面図、図４Ｂは図４ＡにおけるＢ-Ｂ線断面図、図４Ｃは背面図である。
【図５】インペラーを示し、図５Ａはその正面図、図５Ｂは図５ＡにおけるＢ-Ｂ線側面断面図、図５Ｃは背面図、図５Ｄは図５ＡにおけるＤ-Ｄ線断面図である。
【図６】ハウジングを示し、図６Ａはその正面図、図６Ｂは図６ＡにおけるＢ-Ｂ線側面断面図、図６Ｃは背面図、図６Ｄは図６ＢにおけるＤ-Ｄ線断面図である。
【図７】捩じりコイルスプリングを示し、図７Ａはその正面図、図７Ｂは側面断面図である。
【図８】第１カップリングの別の実施形態を示し、図８Ａはその正面図、図８Ｂは側面図、図８Ｃは背面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    アタッチメント
２    ローター
３    第１カップリング
４    第２カップリング
５    第３カップリング
６    インペラー
７    ハウジング
８    カバー
１２  捩じりコイルスプリング
【図１】
2006275250.tif 000003
【図２】
2006275250.tif 000004
【図３】
2006275250.tif 000005
【図４】
2006275250.tif 000006
【図５】
2006275250.tif 000007
【図６】
2006275250.tif 000008
【図７】
2006275250.tif 000009
【図８】
2006275250.tif 000010