(57)【要約】【課題】  オイルダンパの欠点を補い、しかも、十分なダンパ効果を発揮できる回転ダンパを提供することである。【解決手段】  固定部材１と、この固定部材１に対して相対回転可能にした回転部材２と、固定部材側あるいは回転部材側のいずれか一方に設けた永久磁石４と、固定部材側あるいは回転部材側のいずれか他方に設けるとともに上記永久磁石との間で磁力を発生させる磁性体３とを備え、上記磁力によって固定部材１と回転部材２とを圧接させ、上記回転部材の回転時に摺動面に摩擦力を付与する構成にした点に特徴を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、この固定部材に対して相対回転可能にした回転部材と、固定部材側あるいは回転部材側のいずれか一方に設けた永久磁石と、固定部材側あるいは回転部材側のいずれか他方に設けるとともに上記永久磁石との間で磁力を発生させる磁性体とを備え、上記磁力によって固定部材と回転部材とを圧接させ、上記回転部材の回転時に摺動面に摩擦力を付与する回転ダンパ。
【請求項２】
上記固定部材と回転部材との摺動面に、摩擦力を軽減するための摩擦力軽減層を設けた請求項１に記載の回転ダンパ。
【請求項３】
上記摩擦力軽減層を、上記固定部材および回転部材とは別体の摺動部材で構成した請求項２に記載の回転ダンパ。
【請求項４】
上記摺動部材がプラスチック材からなる請求項３に記載の回転ダンパ。
【請求項５】
上記摩擦力軽減層にグリスを保持させた請求項２〜４のいずれか１に記載の回転ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転体に制動力を付与するための回転ダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載された従来公知の回転ダンパは、ケーシング内に回転体を組み込むとともに、この回転体に設けた羽根によって、上記ケーシング内を、高圧室と低圧室とに区画している。そして、上記回転体の回転にともなって羽根が回ることによって上記高圧室から低圧室に粘性流体を導くとともに、この粘性流体の移動過程で発生する流動抵抗によって制動力を発揮させるようにしたものである。
【特許文献１】特開昭５８−０５０３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、従来の回転ダンパは、オイルダンパとしてケーシング内に粘性流体を入れ、この粘性流体の流動抵抗によって制動力を得るようにしていたので、どうしてもオイルを必要とする。このようにオイルを必要とするということは、流体漏れを防止するためのシール部材が必要である。
そして、上記シール部材のシール機能を完全なものにするためには、シール構造が複雑になるとともに大型になるので、これがコストアップの要因になってしまう。また、シール効果を完全なものとするためにシール構造の寸法精度を上げれば、その分、コストアップしてしまうという問題があった。
【０００４】
一方、シール構造の精度を上げないでシール機能を満足させようとすれば、シール部材の締め付け力を大きくしなければならない。しかし、シールの締め付け力を大きくすればするほど、そのフリクションが大きくなって、回転体の回転に影響を及ぼし、ダンパ効果も不安定なものになってしまうことがある。また、シール部材の寿命も短くなり、その結果、回転ダンパの寿命も短くなってしまうという問題もあった。
しかも、シール部材を備えるためには、シール溝を形成してこれを保持するようにしなければならないが、シール溝を形成すること自体、手間がかかり、それもコストアップの要因になってしまう。
【０００５】
さらに、回転体に連結した回転軸は、オイル漏れを防止したり、摩擦抵抗を最小限に抑えたりするために、その表面の加工精度を高く保たなければならない。このように加工精度を高くしようとすれば、当然のこととして、その分、コストが高くなってしまう。いずれにしても、従来のオイルダンパでは、その用途が限定されるだけでなく、その製造コストが大幅にアップしてしまうという問題を避けて通れなかった。
この発明の目的は、オイルダンパの欠点を補い、しかも、十分なダンパ効果を発揮できる回転ダンパを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明の回転ダンパは、固定部材と、この固定部材に対して相対回転可能にした回転部材と、固定部材側あるいは回転部材側のいずれか一方に設けた永久磁石と、固定部材側あるいは回転部材側のいずれか他方に設けるとともに上記永久磁石との間で磁力を発生させる磁性体とを備え、上記磁力によって固定部材と回転部材とを圧接させ、上記回転部材の回転時に摺動面に摩擦力を付与する点に特徴を有する。
なお、上記発明において、固定部材及び回転部材そのものが、永久磁石あるいは磁性体であっても良いし、これら永久磁石及び磁性体を、固定部材や回転部材とは別体としてもよい。いずれにしても、固定部材側と回転部材側のいずれか一方に、永久磁石としての機能が備わり、いずれか他方に磁性体としての機能が備わっていればよい。また、磁性体には永久磁石も含むものとする。
【０００７】
第２の発明は、上記第１の発明を前提とし、上記固定部材と回転部材との摺動面に、摩擦力を軽減するための摩擦力軽減層を設けた点に特徴を有する。
なお、上記摩擦力軽減層は、例えば、摩擦係数の小さな材料で形成された層であり、固定部材や回転部材など、摺動面を構成する部材そのものを摩擦係数の小さな材料で形成してもよいし、摺動面に摩擦係数の小さな材料をコーティングしてもよい。
【０００８】
第３の発明は、上記第２の発明を前提とし、上記摩擦力軽減層を、上記固定部材および回転部材とは別体の摺動部材で構成した点に特徴を有する。
第４の発明は、上記第３の発明を前提とし、上記摺動部材がプラスチック材からなる点に特徴を有する。
第５の発明は、上記第２〜４の発明を前提とし、上記摩擦力軽減層にグリスを保持させた点に特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
第１〜第５の発明によれば、回転時の制動力を得るために、回転部材の周囲にオイルなどの粘性流体を保持する必要がない。
従って、この発明の回転ダンパは、オイル漏れを防ぐためのシール機構が不要である。このように、シール機構を用いないため、回転ダンパの構造を単純にできるとともに、その製造コストを低く抑えることができる。
また、シール機構が不要になった分、小型化も可能になる。
【００１０】
第２〜第５の発明によれば、磁力による圧接力が強くても、摩擦力を軽減して摺動抵抗、すなわち制動力を調整することができる。
また、回転し始めの時点において、回転が止まっている状態から回転状態への移行がきわめてスムーズとなる効果がある。
特に、第３、第４の発明は、摩擦力軽減層を固定部材や回転部材とは別体の摺動部材で構成するため、各部材の構成を簡単にできる。また、摩擦力を摺動部材だけで調整できるので、摩擦力の調整が簡単である。
第５の発明によれば、摺動部材に保持させたグリスの剪断抵抗が作用し、固定部材と回転部材との摺動時の動摩擦抵抗を高め、起動時から制動力を付与しながら、滑らかな回転が可能になる。
また、回転し始めの時点において、回転が止まっている状態から回転状態への移行がきわめてスムーズとなる効果が、グリスを用いない場合と比べてもより顕著である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に示すこの発明の第１実施形態は、ハウジング１に、ギヤシャフト２を回転可能に組み込んだ回転ダンパであり、ハウジング１を固定した状態で、ギヤシャフト２を回転させた時に制動力が発揮するようにしたものである。
この第１実施形態では、上記ハウジング１及びギヤシャフト２を樹脂製とし、軽量化を図っている。
上記ハウジング１は、底板１ａと、この底板１ａに起立させた円筒状の本体１ｂとからなり、本体１ｂ内の底板１ａには、磁性体製の磁性板３を固定している。
また、ギヤシャフト２は、外周にギヤを形成したギヤ部２ａと、円筒状のホルダー２ｂとで構成され、ホルダー２ｂ内には、永久磁石４を固定している。永久磁石４は、ホルダー２ｂに接着によって固定しても良いし、ホルダー２ｂ側に磁性体を設けて磁力によって固定するようにしてもよい。
【００１２】
上記ホルダー２ｂをハウジング１の本体１ｂ内に組み込んで、回転ダンパを構成する。そして、上記ギヤシャフト２のホルダー２ｂの端面（図１においては下端）と磁性板３とが接触した状態で、永久磁石４と磁性板３との間には、所定の間隔ｇ１ができるようにしている。
また、上記ギヤ部２ａを介してギヤシャフト２に駆動力を伝達して上記ギヤシャフト２とハウジング１との相対回転を可能にしている。
なお、この第１実施形態においては、上記ハウジング１がこの発明の固定部材であり、磁性板３が固定部材側に設けた磁性体である。また、ギヤシャフト２がこの発明の回転部材であり、永久磁石４は回転部材側に設けた永久磁石である。
ただし、ハウジング１側に永久磁石４を固定し、ギヤシャフト２側に磁性体である磁性板３を固定してもかまわない。
【００１３】
以下に、この回転ダンパにおいて、制動力を付与する機構について説明する。
上記のように、ハウジング１にギヤシャフト２を組み込むと、ホルダー２ｂ内の永久磁石４の磁力によって、永久磁石４と磁性板３との間には引力が発生する。この引力によりホルダー２ｂの端面が上記磁性板３に圧接させられるが、この圧接面がこの発明の摺動面にあたる。
従って、上記磁性板３には、上記引力に対応した垂直抗力が付与されることになり、ギヤシャフト２が回転する際には、その摺動面に上記垂直抗力に比例した摩擦力が発生し、回転に対する制動力として作用する。
【００１４】
このように、磁力による引力によって、回転時の制動力を付与できるので、従来のように、粘性流体を用いる必要がない。そのため、粘性流体を保持するための空間や、シール機構が不要になり、その分小型化や、コスト低減を実現できる。
また、永久磁石４の引力によって固定部材であるハウジング１と回転部材であるギヤシャフト２とが引きつけられるため、両者は組み立てるだけで一体的になり、例えば、ギヤシャフト２が抜け出ないように、ハウジング１にキャップなどを設ける必要がない。その分、構造が単純になるとともに、コスト低減もできる。
【００１５】
さらに、上記永久磁石４と磁性板３との間には、間隔ｇ１を設けているが、この間隔ｇ１の大きさを調整することによって、磁力を調整し、その結果、制動力を調整することができる。例えば、間隔ｇ１をゼロにして、永久磁石４と磁性板３との間を摺動面としてもかまわない。
また、永久磁石４をハウジング１側に接着し、磁性板３をギヤシャフト２側に固定して、それらの間を摺動面としてもよい。
【００１６】
図２に示す第２実施形態は、ハウジング１側に摺動部材５を設けている点が、上記第１実施形態の回転ダンパと異なるが、上記第１実施形態と同様の構成要素には、図１と同じ符号を付けている。
この第２実施形態の回転ダンパでは、ハウジング１側の磁性板３の上に不織布からなる摺動部材５を接着し、不織布にグリスを含ませるとともに、この摺動部材５に、ホルダー２ｂの端面と永久磁石４とを接触させている。つまり、この第２実施形態のホルダー２ｂは、第１実施形態のホルダー２ｂと比べて軸方向の長さを短くして、その端面と永久磁石４の表面とを同一平面としている。
これにより、ホルダー２ｂの端面および永久磁石４の表面と、摺動部材５との間が、この発明の摺動面となる。ただし、永久磁石４と摺動部材５との間に間隔を設けて、ホルダー２ｂの端面と摺動部材５との間のみを摺動面としてもかまわない。
また、ホルダー２ｂの軸方向の長さをより短くして、その端面が摺動部材５の表面と接触しないようにしてもよい。その場合には、上記永久磁石４と摺動部材５との間の面が摺動面となる。
【００１７】
この第２実施形態の回転ダンパにおいても、図２に示すように、この発明の固定部材であるハウジング１に、この発明の回転部材であるギヤシャフト２を組み込んだ状態で、ギヤシャフト２側の永久磁石４の磁力によって、ギヤシャフト２が摺動部材５に圧接されることになる。従って、摺動面には摩擦力が発生し、これが回転時の制動力となる。
なお、この第２実施形態の回転ダンパでは、摺動面にグリスを含ませた摺動部材５を介在させているので、このグリスによって、ハウジング１に対するギヤシャフト２の回転の始動をスムーズにするとともに、回転中には適度な制動力を付与しながら滑らかな回転を実現する。
なぜなら、上記グリスは、回転の始動時には摺動面の摩擦係数を下げる働きをして、よりスムーズに回転を始動させるが、回転中には粘性による剪断抵抗を発揮して、制動力を付与するからである。
【００１８】
そして、摺動部材５にグリスを含ませた場合と、含ませなかった場合の特性の違いを図３のグラフに示している。このグラフは移動量に対する回転トルクＴを示したグラフである。
グリスを含ませていない場合には、特性線ｂに示すとおり、その始動時おいては、摺動面の静摩擦力に対応するトルクＴ１が必要である。しかし、一旦、回転し始めれば、摺動部材５と、ホルダー２ｂおよび永久磁石４との間、すなわち摺動面における摩擦力は動摩擦力となるため、その抵抗力は急激に低下し、トルクＴ２で移動することになる。すなわち、動き始めと動き始めた後とでその移動のために必要なトルクに差が出てくる。そのため、上記ギヤシャフト２に一定の動力を入力した場合には、回転が始動してから一定の回転速度になるまでの間に、急激なトルクの変化が起こり、スムーズな回転ができないことがあった。
【００１９】
これに対して、グリスを含ませた場合には、特性線ａに示すとおり、その始動時においては、摺動面の静摩擦力に打ち勝つだけの操作力を必要とするが、摺動面にグリスが存在しているため、静摩擦力は小さい。したがって、上記トルクＴ１よりも小さなトルクＴ３で回転し始めることになる。そして、回転を始めた後においては、上記両部材の間すなわち摺動面にグリスの剪断抵抗（粘性抵抗）が作用するため、摺動面の抵抗を急激に下げることがない。すなわち、始動時点と始動後においての回転トルクＴの差が少ないことになり、スムーズな回転が実現できることになる。
なお、グリスを含んだ不織布からなる摺動部材５は、磁力によって永久磁石４と磁性板３とに挟まれているので、摺動部材５からは適度にグリスがしみ出すようになっている。
【００２０】
以上のように、この第２実施形態の回転ダンパも、抵抗を付与するための粘性流体が必要ないため、粘性流体を保持するための空間や、シール機構が不要になり、その分小型化や、コスト低減を実現できる。
また、永久磁石４の引力によって固定部材であるハウジング１と回転部材であるギヤシャフト２とが引きつけられるため、両者は組み立てるだけで一体的になり、例えば、ギヤシャフト２が抜け出ないように、ハウジング１にキャップなどを設ける必要がない。その分、構造が単純になるとともに、コスト低減もできる。
なお、この第２実施形態では摺動部材５を磁性板３に固定しているが、回転部材であるギヤシャフト２側に摺動部材５を固定してもかまわない。
また、永久磁石４をハウジング１側に固定し、磁性板３をギヤシャフト２側に固定して、それらの摺動面に摺動部材５を介在させてもよい。
【００２１】
図４に示す第３実施形態は、図１に示す第１実施形態の回転ダンパのハウジング１を磁性材料で形成するともに、磁性板３を省略した例である。その他の構成は、上記第１実施形態と同じであり、同様の構成要素には、図１と同じ符号を付けている。
従って、永久磁石４とハウジング１の底板１ａとの間の引力に応じた摩擦力が、ホルダー２ｂと底板１ａとの間の摺動面に作用して回転時の制動力となる。
そのため、制動力を付与するための粘性流体が不要であり、上記第１実施形態と同様の効果を得られる。
なお、上記磁性板３を省略した分、ホルダー２ａの軸方向の長さを長くして、永久磁石４と底板１ａとの間に間隔ｇ２を形成している。そこで、上記間隔ｇ２の大きさを調整することによって磁力を調整し、制動力を調整することもできる。
【００２２】
また、図５に示す第４実施形態は、図３に示す第２実施形態の回転ダンパのハウジング１を磁性材料で形成するとともに、磁性板３を省略した例である。その他の構成は、上記第２実施形態と同じであり、同様の構成要素には、図３と同じ符号を付けている。
従って、永久磁石４と上記底板１ａとの間の引力に応じた摩擦力が、ホルダー２ｂおよび永久磁石４と摺動部材５との間の摺動面に作用して回転時の制動力となる。
そのため、制動力を付与するための粘性流体が不要であり、上記第２実施形態と同様の効果を得られる。さらに、摺動部材５の作用効果も、第２実施形態と同じである。
【００２３】
なお、上記第３、第４実施形態では、ハウジング１を磁性材料で形成することによって磁性板３を省略することができるので、部品点数を減らすことができるとともに、ハウジング１の軸方向の寸法を小さくすることもできる。
ただし、ハウジング１は、磁性体で形成するよりも樹脂で形成した方が、製造コストを低く抑えることができるとともに、軽量化が図れる。
また、永久磁石４をハウジング１側に固定して、ギヤシャフト２を磁性材料で形成することによって、上記永久磁石４とギヤシャフト２のホルダー２ｂとの間の磁力を利用して制動力を付与することもできる。
【００２４】
さらに、上記第１〜第４実施形態において、この発明の磁性体として永久磁石を用いてもよい。例えば、第１、第２実施形態の磁性板３の代わりに板状の永久磁石を設けたり、第３、第４実施形態においてハウジング１を永久磁石で構成すれば、永久磁石４との間の引力をより強くして、制動力を増すこともできる。
なお、上記第１〜第４実施形態では、ハウジング１がこの発明の固定部材であり、ギヤシャフト２が回転部材であるが、回転部材がギヤシャフトである必要はなく、ギヤが無くても回転のための駆動力を入力できるシャフトだけでもかまわない。
また、固定部材と回転部材との関係は相対的なものであり、どちらが固定部材であっても、回転部材であってもかまわない。つまり、上記ハウジング１側を図示しない駆動源に連結し、ギヤシャフト２側を固定してもよい。
【００２５】
上記第２、第４実施形態では、不織布製の摺動部材５を用いたが、摺動部材として、低摩擦係数のプラスチック板を用いても良い。このプラスチック板製の摺動部材は、形成が容易である。なお、摺動部材は、どの部材にも固定しないで、摺動面に介在させるだけでもよい。
また、磁力に基づいた摩擦力が強くなりすぎないように、摺動面に摩擦力軽減層を介在させることも考えられるが、この摩擦力軽減層は、上記摺動部材のほか、次のようにして構成することもできる。すなわち、摺動面の少なくともいずれか一方の面に低摩擦材料をコーティングしたり、摺動面を構成する部材全体を摩擦係数の小さな材料で構成したりして、上記摩擦力軽減層を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１実施形態の断面図である。
【図２】第２実施形態の断面図である。
【図３】回転時の相対移動量と回転トルクとの関係を示したグラフである。
【図４】第３実施形態の断面図である。
【図５】第４実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      ハウジング
２      ギヤシャフト
３      磁性板
４      永久磁石
５      摺動部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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