(57)【要約】【課題】より大きい制動トルクを得ようとする場合でも一方向性の回転ダンパーとしての機能を十分に発揮しつつ大型化を抑制可能とする回転ダンパーを提供する。【解決手段】ダンパー・ケース９内から第１回転軸１１が引き出されダンパー・ケース９側と第１回転軸１１側との相対回転に対する制動トルクを生じさせるダンパー本体３と、ダンパー本体３の第１回転軸１１に連結され制動トルクを増幅して第２回転軸２１に作用させる遊星ギア機構５と、ダンパー本体３の第１回転軸１１から遊星ギア機構５の第２回転軸２１までの制動トルクの伝達経路に介設されたワンウェイ・クラッチ７とを備えた。【選択図】図１
2018132176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダンパー・ケース内から第１回転軸が引き出され前記ダンパー・ケース側と前記第１回転軸側との相対回転に対する制動トルクを生じさせるダンパー本体と、
前記ダンパー本体の前記第１回転軸に連結され前記制動トルクを増幅して第２回転軸に作用させる減速機構と、
前記ダンパー本体の第１回転軸から前記減速機構の第２回転軸までの前記制動トルクの伝達経路に介設されたワンウェイ・クラッチと、
を備えたことを特徴とする回転ダンパー。
【請求項２】
請求項１記載の回転ダンパーであって、
前記減速機構は、前記第１回転軸周りに偏心回転する偏心板と、該偏心板と同心回転する遊星ギアと、該遊星ギアが噛み合うインターナル・ギアとを備え、
前記ワンウェイ・クラッチは、前記第１回転軸と前記偏心板との間に介設された、
ことを特徴とする回転ダンパー。
【請求項３】
請求項１記載の回転ダンパーであって、
前記減速機構は、前記第１回転軸周りに同心回転するサン・ギアと、該サン・ギアに径方向で間隔をあけて対向するインターナル・ギアと、前記サン・ギアとインターナル・ギアとに噛み合う遊星ギアとを備え、
前記ワンウェイ・クラッチは、前記第１回転軸と前記サン・ギアとの間に介設された、
ことを特徴とする回転ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向性の回転ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転ダンパーとしては、例えば特許文献１に記載のように、磁性体のケース内に磁気粘性流体を封入すると共に磁性体の回転板を相対回転自在に収容し、電磁コイルの通電により、ケース及び回転板間で磁気粘性流体による制動トルクを生じさせるものがある。
【０００３】
この回転ダンパーは、電磁コイルの通電制御によって制動トルクをオンオフできるので、一方向性の回転ダンパーとすることが可能となる。
【０００４】
しかし、実際は、残留磁気等の影響、磁気粘性流体の形成されたクラスターの維持、磁気粘性流体自体の抵抗等により、電磁コイルを通電していないときにも制動トルクが生じることがあり、一方向性の回転ダンパーとしては不十分であった。このことは、より大きい制動トルクを得ようとする場合に顕著になる。
【０００５】
一方、回転ダンパーとしては、粘性オイルに接する内側ロータとその中空内部に設けられた内外回転軸との間に一方向クラッチ機構を備えたものがある。
【０００６】
この回転ダンパーでは、一方向に回転するときにのみ、内外回転軸と内側ロータとが連動して、粘性オイルによる制動トルクを内外回転軸に作用させることができる。
【０００７】
しかし、かかる回転ダンパーでは、より大きい制動トルクを得ようとする場合に、クラッチ機構を含めて全体が大型化されるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−２０５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、より大きい制動トルクを得ようとする場合に、一方向性の回転ダンパーとしての機能を十分に発揮しつつ大型化を抑制することができない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、より大きい制動トルクを得ようとする場合でも一方向性の回転ダンパーとしての機能を十分に発揮しつつ大型化を抑制可能とするために、ダンパー・ケース内から第１回転軸が引き出され前記ダンパー・ケース側と前記第１回転軸側との相対回転に対する制動トルクを生じさせるダンパー本体と、前記ダンパー本体の前記第１回転軸に連結され前記制動トルクを増幅して第２回転軸に作用させる減速機構と、前記ダンパー本体の第１回転軸から前記減速機構の第２回転軸までの前記制動トルクの伝達経路に介設されたワンウェイ・クラッチと、を備えた回転ダンパーを最も主な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の回転ダンパーは、大型化を抑制しながら減速機構のギア比に応じてより大きい制動トルクを得ることができると共に、ワンウェイ・クラッチによって一方向性の回転ダンパーとしての機能を十分に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】回転ダンパーの断面図である。（実施例１）
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に係る断面図である。（実施例１）
【図３】回転ダンパーの断面図である。（実施例２）
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に係る断面図である。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
より大きい制動トルクを得ようとする場合でも一方向性の回転ダンパーとしての機能を十分に発揮しつつ大型化を抑制可能とするという目的を、ダンパー本体に対して減速機構を設けると共にダンパー本体の第１回転軸から減速機構の第２回転軸までの制動トルクの伝達経路にワンウェイ・クラッチを設けた回転ダンパーによって実現した。
【００１４】
すなわち、回転ダンパーは、ダンパー・ケース内から第１回転軸が引き出され前記ダンパー・ケース側と前記第１回転軸側との相対回転に対する制動トルクを生じさせるダンパー本体と、前記ダンパー本体の前記第１回転軸に連結され前記制動トルクを増幅して第２回転軸に作用させる減速機構と、前記ダンパー本体の第１回転軸から前記減速機構の第２回転軸までの前記制動トルクの伝達経路に介設されたワンウェイ・クラッチと、を備えている。
【００１５】
減速機構は、第１回転軸周りに偏心回転する偏心板と、この偏心板と同心回転する遊星ギアと、この遊星ギアが噛み合うインターナル・ギアとを備え、ワンウェイ・クラッチは、第１回転軸と偏心板との間に介設されていてもよい。
【００１６】
減速機構は、第１回転軸周りに同心回転するサン・ギアと、該サン・ギアに径方向で間隔をあけて対向するインターナル・ギアと、サン・ギアとインターナル・ギアとに噛み合う遊星ギアとを備え、ワンウェイ・クラッチは、第１回転軸とサン・ギアとの間に介設されてもよい。
【実施例１】
【００１７】
［回転ダンパーの構造］
図１は、回転ダンパーの断面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に係る断面図である。
【００１８】
本実施例の回転ダンパー１は、ダンパー本体３と、減速機構としての遊星ギア機構５と、ダンパー本体３と遊星ギア機構５との間のワンウェイ・クラッチ７とを備える。なお、減速機構は、遊星ギア機構に限られず、例えば、ウォーム減速機構やべべルギア減速機構等の他の減速機構を用いることも可能である。
【００１９】
ダンパー本体３は、ダンパー・ケース９内から第１回転軸１１が引き出されて形成され、ダンパー・ケース９側と第１回転軸１１側との相対回転に対する制動トルクを生じさせる。本実施例のダンパー本体３は、磁気粘性流体や磁性流体等の磁力によって剪断抵抗を変化させる機能性流体を内部に封入しており、配線１５を介した図示しない電磁コイルの通電により制動トルクを生じさせることが可能となっている。
【００２０】
このため、電磁コイルの通電制御により、回転ダンパー１に一方向性を持たせることができる。ただし、電磁コイルの通電制御のみでは、上記のように、残留磁気等の影響、磁気粘性流体のクラスターの維持、磁気粘性流体自体の粘性等により、電磁コイルを通電していないときにも制動トルクが生じることがあり、一方向性が不十分となっている。
【００２１】
なお、ダンパー本体３は、機能性流体に代えてシリコンオイル等の粘性オイルを封入してもよい。この場合は、ダンパー・ケース９側と第１回転軸１１側との相対回転時に、常時制動トルクを生じさせるようになる。
【００２２】
ダンパー・ケース９及び第１回転軸１１の構成は、ダンパー・ケース９から第１回転軸１１が引き出されて、ダンパー・ケース９側と第１回転軸１１側との相対回転が可能であれば、特に限定されるものではない。本実施例では、ダンパー・ケース９が円筒形状に形成されている。ダンパー・ケース９の回転軸心方向の遊星ギア機構５側には、第１回転軸１１を引き出すための開口部９ａを備えている。第１回転軸１１は、ダンパー・ケース９の開口部９ａを挿通して先端部がダンパー・ケース９外に突出している。第１回転軸１１とダンパー・ケース９の開口部９ａとの間には、ベアリング１３が配置されている。
【００２３】
遊星ギア機構５は、ギア・ケース１７と、ギア・ケース１７内の機構部１９と、ギア・ケース１７から突出する第２回転軸２１とを備え、ダンパー本体３で発生した制動トルクをギア比に応じて増幅し第２回転軸２１に作用可能とする。従って、遊星ギア機構５は、ギア比に応じてより大きい制動トルクを得ること可能にする。
【００２４】
ギア・ケース１７は、ダンパー本体３のダンパー・ケース９に結合されるケース本体部２３と、このケース本体部２３に取り付けられるカバー部２５とで構成されている。
【００２５】
ケース本体部２３は、径の異なる筒部２３ａ及び２３ｂを回転軸心方向に結合した形状となっている。ケース本体部２３のダンパー本体３側は、端壁部２３ｃが設けられ、端壁部２３ｃがダンパー本体３のダンパー・ケース９にボルト等の締結具によって締結される。端壁部２３ｃの軸心部には、開口部２３ｄが設けられている。開口部２３ｄ内には、ダンパー本体３のダンパー・ケース９の環状突起９ｂが入り込んで嵌合している。
【００２６】
カバー部２５は、回転軸心方向のダンパー本体３に対する反対側でケース本体部２３にねじ込みによって取り付けられている。具体的には、カバー部２５の雄ねじ部２５ａが、ケース本体部２３の筒部２３ｂの内周に設けられた雌ねじ部２３ｅに螺合している。カバー部２５の軸心部には、第２回転軸２１を支持するための中空筒状のボス部２５ｂが設けられている。
【００２７】
機構部１９は、偏心板２７と、遊星ギア２９と、インターナル・ギア３１とを備えている。
【００２８】
偏心板２７は、ワンウェイ・クラッチ７を介して第１回転軸１１に連結されている。従って、偏心板２７は、第１回転軸１１に一方向へ連動回転し、他方向へ空転することで、回転ダンパー１の一方向性を確保する。なお、ワンウェイ・クラッチ７については後述する。
【００２９】
偏心板２７は、第１回転軸１１の軸心周りに偏心状態で回転（偏心回転）するようになっている。本実施例において、偏心板２７は、円板状であり、第１回転軸１１への連結が中心を外れた偏心位置で行われている。
【００３０】
具体的には、偏心板２７に貫通孔２７ａが形成され、この貫通孔２７ａを第１回転軸１１が貫通している。偏心板２７は、回転軸心方向のダンパー本体３側において、ダンパー本体３の環状突起９ｂに摺動部材３３を介して突き当てられて位置決められている。摺動部材３３は、非磁性体のリングにより形成され、ギア・ケース１７の開口部２３ｄの内周面に支持されている。
【００３１】
ダンパー本体３に対する反対側においては、第１回転軸１１の先端に取り付けられた抜け止め用のリング３５によって偏心板２７が位置決められている。
【００３２】
貫通孔２７ａの内周には、径方向の凹部２７ｂが形成されている。この凹部２７ｂ内において、貫通孔２７ａ（偏心板２７）と第１回転軸１１との間に、ワンウェイ・クラッチ７が配置される。
【００３３】
偏心板２７の外周部には、遊星ギア２９の支持部２７ｃが設けられている。支持部２７ｃは、回転軸心方向において、内周側の貫通孔２７ａの凹部２７ｂに対応した範囲にわたる凹形状となっている。これにより、支持部２７ｃは、ダンパー本体３側にフランジ部２７ｃａが設けられている。
【００３４】
遊星ギア２９は、リング状のギアで、ベアリング３７を介して偏心板２７に同心回転するように連結されている。なお、図１及び図２において、ベアリング３７は、メッシュにより示し、具体構成は、省略している。ベアリング３７は、特に限定されるものではなく、遊星ギア２９と偏心板２７との間の相対回転を許容するものであればよい。
【００３５】
遊星ギア２９の内周は、ベアリング３７を介して偏心板２７の支持部２７ｃに支持され、遊星ギア２９の外周は、歯部２９ａがインターナル・ギア３１に噛み合っている。インターナル・ギア３１は、その歯部がギア・ケース１７のケース本体部２３の筒部２３ａの内周に一体的に形成されている。
【００３６】
遊星ギア２９の回転軸心方向のダンパー本体３側は、支持部２７ｃのフランジ部２７ｃａに突き当てられ、ダンパー本体３に対する反対側は、外周に遊星キャリア３９に一体回転するように結合されている。
【００３７】
遊星キャリア３９は、遊星ギア２９と第２回転軸２１との間でオルダム・カップリング状に形成されており、図２のＸＹ面内を変位することで遊星ギア２９の偏芯を吸収する。
【００３８】
具体的には、遊星キャリア３９は、円板状に形成されて、回転軸心方向のダンパー本体３側に遊星ギア２９から突出する結合突起２９ｂが溝形状の結合部３９ａにスライド自在に係合している。なお、結合部３９ａは、内周側に第１回転軸１１の先端を入れ込む凹部を有する。
【００３９】
ダンパー本体３に対する反対側では、遊星キャリア３９から突出する結合突起３９ｂが第２回転軸２１側の溝状の結合部２１ｂにスライド自在に係合している。なお、図１において、結合部２１ｂは、紙面に対する直交方向に伸び、同方向において結合突起３９ｂをスライド可能としている。
【００４０】
結果として、遊星キャリア３９は、オルダム・カップリングのスライダーとして偏心板２７の回転に伴って遊星ギア２９と第２回転軸２１との間で図２のＸＹ面内で変位可能となっている。
【００４１】
第２回転軸２１は、その円盤状の基部２１ａが遊星キャリア３９に取り付けられ、基部２１ａの軸心部からダンパー本体３に対する反対側に向けて突出している。第２回転軸２１は、ボス部２５ｂの内周を挿通して先端がボス部２５ｂから外部に突出している。第２回転軸２１とボス部２５ｂとの間には、ベアリング４１ａ及び４１ｂが介設されている。
【００４２】
上記ワンウェイ・クラッチ７は、回転ダンパー１の一方向性を確保するものであり、ダンパー本体３の第１回転軸１１から遊星ギア機構５の第２回転軸２１までの制動トルクの伝達経路に介設される。これにより、一方向への回転時にダンパー本体３の制動トルクを第２回転軸２１に作用させることを可能とする。
【００４３】
本実施例では、第１回転軸１１、遊星ギア機構５の偏心板２７、ベアリング３７、遊星ギア２９、遊星キャリア３９及び第２回転軸２１が伝達経路であり、ワンウェイ・クラッチ７をダンパー本体３の第１回転軸１１と遊星ギア機構５の偏心板２７との間に配置している。これにより、遊星ギア機構５によって制動トルクが増幅される前にワンウェイ・クラッチ７を位置させることができ、ワンウェイ・クラッチ７が受けるトルクを小さくして、ワンウェイ・クラッチ７の小型化や軽量化等を図ることが可能である。
【００４４】
なお、ワンウェイ・クラッチ７は、伝達経路上に形成されればよく、例えば、遊星キャリア３９と第２回転軸２１との間や遊星ギア２９と遊星キャリア３９との間等に設けることも可能である。また、ワンウェイ・クラッチ７は、形成位置等に応じて、スプラグ式やカム式等の適宜のものを採用することができる。
【００４５】
［回転ダンパーの動作］
回転ダンパー１は、例えばダンパー本体３を固定側に、遊星ギア機構５の第２回転軸２１を可動側に連動するように連結する。
【００４６】
そして、図示しない電磁コイルの通電により、機能性流体、例えば磁気粘性流体に分散されている強磁性体粒子がクラスタを形成し、ダンパー本体３のダンパー・ケース９と第１回転軸１１との相対回転に対する制動トルクを生じさせる。かかる制動トルクは、第１回転軸１１から遊星ギア機構５の偏心板２７、ベアリング３７、遊星ギア２９、遊星キャリア３９を介して第２回転軸２１に作用する。このとき、制動トルクは、遊星ギア機構５のギア比に応じて増幅されることになる。
【００４７】
このため、第２回転軸２１に入力された可動側のトルクが増幅された制動トルクによって減衰され、可動側に緩やかな動作を行わせたり或は可動側をロックすることができる。
【００４８】
一方、電磁コイルの通電を解除しても、一度形成されたクラスタが維持されること、残留磁気の影響、或は磁気粘性流体自体の粘性により、ダンパー本体３に制動トルクが生じる。
【００４９】
これが、回転ダンパー１に一方向性を持たせる必要がある可動側の円滑な動作を妨げることになる。例えば、回転ダンパー１を歩行補助具に適用する場合には、可動側の動作を妨げ、ひいては被補助者の歩行を困難にする。本実施例のように制動トルクが増幅される場合には、可動側の円滑な動作の妨げが顕著になる。
【００５０】
これに対し、本実施例では、ダンパー本体３の第１回転軸１１から遊星ギア機構５の第２回転軸２１までの制動トルクの伝達経路上、特にダンパー本体３と遊星ギア機構５との間にワンウェイ・クラッチ７が介設されているので、電磁コイルの通電解除時にダンパー本体３に制動トルクが生じていても、その制動トルクが第２回転軸２１に作用することはなく、可動側の円滑な動作を可能とする。
【００５１】
［実施例１の効果］
本実施例の回転ダンパー１は、ダンパー・ケース９内から第１回転軸１１が引き出されダンパー・ケース９側と第１回転軸１１側との相対回転に対する制動トルクを生じさせるダンパー本体３と、ダンパー本体３の第１回転軸１１に連結され制動トルクを増幅して第２回転軸２１に作用させる遊星ギア機構５と、ダンパー本体３の第１回転軸１１から遊星ギア機構５の第２回転軸２１までの制動トルクの伝達経路に介設されたワンウェイ・クラッチ７とを備えた。
【００５２】
従って、回転ダンパー１は、ダンパー本体３の大型化を抑制しながら遊星ギア機構５のギア比に応じてより大きい制動トルクを得ることができると共に、ワンウェイ・クラッチ７によって一方向性の回転ダンパーとしての機能を十分に発揮することができる。
【００５３】
また、本実施例では、遊星ギア機構５が、第１回転軸１１周りに偏心回転する偏心板２７と、この偏心板２７と同心回転する遊星ギア２９と、この遊星ギア２９が噛み合うインターナル・ギア３１とを備え、ワンウェイ・クラッチ７が、第１回転軸１１と偏心板２７との間に介設されている。
【００５４】
このため、本実施例では、ワンウェイ・クラッチ７を制動トルクの増幅前に位置させることができ、ワンウェイ・クラッチ７の負荷を軽減して小型化、軽量化を図ることができる。
【００５５】
また、本実施例の回転ダンパー１は、既存の回転ダンパーに対してワンウェイ・クラッチ７を介して遊星ギア機構５を取り付けることで構成することが可能である。
【実施例２】
【００５６】
図３は、回転ダンパーの断面図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に係る断面図である。なお、本実施例は、実施例１と基本構造が共通するため、対応する部分に同符号を付して、重複した説明を省略する。また、図４においては、カバー部２５の記載を省略している。
【００５７】
本実施例の回転ダンパー１は、遊星ギア機構５の構造を変更したものである。
【００５８】
遊星ギア機構５のギア・ケース１７は、ケース本体部２３が単一の筒部２３ａによって形成されている。カバー部２５は、外縁に設けられた雌ねじ部２５Ａａがケース本体部２３の外周面に設けられた雄ねじ部２３Ａｅに螺合している。
【００５９】
かかるギア・ケース１７内の機構部１９は、サン・ギア４３と、インターナル・ギア３１と、一対の遊星ギア２９とを備えている。
【００６０】
サン・ギア４３は、第１回転軸１１の軸周りにワンウェイ・クラッチ７を介して取り付けられ、第１回転軸１１と同心回転可能となっている。具体的には、サン・ギア４３の回転軸心部に貫通孔４３ａが形成され、この貫通孔４３ａを第１回転軸１１が貫通している。そして、サン・ギア４３は、回転軸心方向のダンパー本体３側において、ダンパー本体３の環状突起９ｂに非磁性体のリング等からなる摺動部材４５を介して突き当てられて位置決められている。ダンパー本体３に対する反対側においては、第１回転軸１１の先端に取り付けられた抜け止め用のリング３５によって位置決められている。
【００６１】
貫通孔４３ａは、実施例１の偏心板２７の貫通孔２７ａと同様に構成され、内周の凹部４３ｂ内において、第１回転軸１１との間にワンウェイ・クラッチ７が配置される。
【００６２】
インターナル・ギア３１は、ギア・ケース１７のケース本体部２３の筒部２３ａの内周に一体に設けられ、サン・ギア４３に径方向で対向配置されている。
【００６３】
サン・ギア４３とインターナル・ギア３１との間に一対の遊星ギア４７ａ，４７ｂが介在している。
【００６４】
遊星ギア４７ａ，４７ｂは、ピン３９ｂを介して遊星キャリア３９に軸周りに回転自在に支持されている。遊星キャリア３９は、第２回転軸２１に一体に設けられ、第２回転軸２１を介してギア・ケース１７に回転自在に支持されている。
【００６５】
従って、本実施例では、遊星ギア機構５が、第１回転軸１１周りに同心回転するサン・ギア４３と、このサン・ギア４３に径方向で間隔をあけて対向するインターナル・ギア３１と、サン・ギア４３とインターナル・ギア３１とに噛み合う遊星ギア４７１，４７ｂとを備えている。制動トルクの伝達経路は、第１回転軸１１、遊星ギア機構５のサン・ギア４３、遊星ギア４７ａ及び４７ｂ、遊星キャリア３９、並びに第２回転軸２１が伝達経路であり、ワンウェイ・クラッチ７は、第１回転軸１１とサン・ギア４３との間に介設された構成となっている。
【００６６】
かかる本実施例の回転ダンパー１でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  回転ダンパー
３  ダンパー本体
５  遊星ギア機構（減速機構）
７  ワンウェイ・クラッチ
１１  第１回転軸
２１  第２回転軸
２９，４７ａ，４７ｂ  遊星ギア
３１  インターナル・ギア
３９  遊星キャリア
４３  サン・ギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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