(57)【要約】【課題】制動トルクを制御可能でありながら、単位重量当たりの制動トルクを大きくし、且つ電流の消費量を少なくすることが可能な回転ダンパーを提供する。【解決手段】相対回転可能なケース３及び回転体５間に配置され締結によりケース３及び回転体５間の相対回転に対する制動トルクを発生させるトルク発生部７と、給電に応じてトルク発生部７を締結するための駆動力を生じさせる駆動源９と、駆動源９からの駆動力を減速して出力する非可逆性の減速機構１１と、減速機構１１とトルク発生部７との間に配置され減速機構１１の出力に応じてトルク発生部７に対する締結力を生じさせるボールカム機構１３とを備える。ボールカム機構１３は、カム溝７３が第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂの回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚する渦巻き状に形成された。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能な内回転部材及び外回転部材と、
前記内回転部材及び外回転部材間に配置され締結により前記相対回転に対する制動トルクを発生させるトルク発生部と、
給電に応じて前記トルク発生部を締結するための駆動力を生じさせる駆動源と、
前記駆動源の出力により前記トルク発生部に対する締結力を生じさせるボールカム機構とを備え、
前記ボールカム機構は、
第一及び第二のカムプレートと、該第一及び第二のカムプレートにそれぞれ設けられ前記第一及び第二のカムプレートの回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚するカム溝と、前記第一及び第二のカムプレート間に配置され前記第一及び第二のカムプレートの前記カム溝の交差部分に係合するカムボールとを備えた、
ことを特徴とする回転ダンパー。
【請求項２】
相対回転可能な内回転部材及び外回転部材と、
前記内回転部材及び外回転部材間に配置され締結により前記相対回転に対する制動トルクを発生させるトルク発生部と、
給電に応じて前記トルク発生部を締結するための駆動力を生じさせる駆動源と、
該駆動源からの駆動力を減速して出力する非可逆性の減速機構と、
該減速機構と前記トルク発生部との間に配置され前記減速機構の出力に応じて前記トルク発生部に対する締結力を生じさせるボールカム機構とを備え、
前記ボールカム機構は、
前記減速機構側及び前記トルク発生部側にそれぞれ設けられた第一及び第二のカムプレートと、該第一及び第二のカムプレートにそれぞれ設けられ前記第一及び第二のカムプレートの回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚するカム溝と、前記第一及び第二のカムプレート間に配置され前記第一及び第二のカムプレートの前記カム溝の交差部分に係合するカムボールとを備えた、
ことを特徴とする回転ダンパー。
【請求項３】
請求項２記載の回転ダンパーであって、
前記第一及び第二のカムプレートに設けられたカム溝は、逆巻きの渦巻き状である、
ことを特徴とする回転ダンパー。
【請求項４】
請求項２又は３記載の回転ダンパーであって、
前記カム溝は、前記径方向の内側に向けて漸次浅くなる、
ことを特徴とする回転ダンパー。
【請求項５】
請求項２〜４の何れか一項に記載の回転ダンパーであって、
前記カム溝は、前記第一及び第二のカムプレートにそれぞれ複数形成され、前記第一及び第二のカムプレートのそれぞれにおいて、二以上のカム溝が径方向でオーバーラップする、
ことを特徴とする回転ダンパー。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の回転ダンパーであって、
前記減速機構は、前記駆動源によって回転駆動される入力ギアと、前記ボールカム機構の前記第一及び第二のカムプレートに一体に設けられ前記入力ギアに噛み合う歯数の異なる一対の出力ギアとを備えた、
ことを特徴とする回転ダンパー。
【請求項７】
請求項６記載の回転ダンパーであって、
前記外回転部材は、軸心部に前記内回転部材の軸心部を相対回転自在に支持する回転軸を備え、
前記第一及び第二のカムプレートは、軸心部に開口部を備え、該開口部に前記回転軸を挿通して支持された、
ことを特徴とする回転ダンパー。
【請求項８】
請求項１〜５の何れか一項に記載の回転ダンパーであって、
前記減速機構は、前記駆動源によって回転駆動されるウォームと、該ウォームギアに噛み合い前記ボールカム機構の前記第一のカムプレートを連動回転させるウォームホイールとを備えた、
ことを特徴とする回転ダンパー。
【請求項９】
請求項８記載の回転ダンパーであって、
前記第一のカムプレートは、軸心部に前記内回転部材の軸心部を相対回転自在に支持する支持軸部を備え、
前記第二のカムプレートは、前記外回転部材の内周に軸心方向にスライド自在に係合した、
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、減衰力を制御可能な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、特許文献１のように、粘性オイルを充填したハウジング内にブレードを有する回転体を設け、回転体が回転したときにブレードがオイルから受ける抵抗により制動トルク（減衰力）を生じさせるものがある。
【０００３】
しかし、かかる回転ダンパーでは、制動トルクが小さく、制御もできないという問題がある。
【０００４】
これに対し、特許文献２のように、磁気粘性流体を用いた回転ダンパーがある。この回転ダンパーは、ケース内に回転自在なシャフトを収容すると共に磁気粘性流体を充填し、電磁コイルによって磁気粘性流体に磁場を印加することで制御可能な制動トルクを生じさせる。
【０００５】
しかし、特許文献２の回転ダンパーでは、単位重量当たりの制動トルクが小さく、制動トルクを大きくすると重量が著しく大きくなるという問題がある。また、制動トルクを発生させる際は、常時、電磁コイルに電流を供給する必要があるため、電流の消費量が多いという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平６−３５６９３号公報
【特許文献２】特開２００８−２０２７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、制動トルクを制御可能とすると、単位重量当たりの制動トルクが小さく、電流の消費量も多い点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様は、制動トルクを制御可能でありながら、単位重量当たりの制動トルクを大きくし、且つ電流の消費量を少なくするために、相対回転可能な内回転部材及び外回転部材と、前記内回転部材及び外回転部材間に配置され締結により前記相対回転に対する制動トルクを発生させるトルク発生部と、給電に応じて前記トルク発生部を締結するための駆動力を生じさせる駆動源と、前記駆動源の出力により前記トルク発生部に対する締結力を生じさせるボールカム機構とを備え、前記ボールカム機構は、第一及び第二のカムプレートと、該第一及び第二のカムプレートにそれぞれ設けられ前記第一及び第二のカムプレートの回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚するカム溝と、前記第一及び第二のカムプレート間に配置され前記第一及び第二のカムプレートの前記カム溝の交差部分に係合するカムボールとを備えた、ことを特徴とする。 
【０００９】
また、本発明の第二の態様は、相対回転可能な内回転部材及び外回転部材と、前記内回転部材及び外回転部材間に配置され締結により前記相対回転に対する制動トルクを発生させるトルク発生部と、給電に応じて前記トルク発生部を締結するための駆動力を生じさせる駆動源と、該駆動源からの駆動力を減速して出力する非可逆性の減速機構と、該減速機構と前記トルク発生部との間に配置され前記減速機構の出力に応じて前記トルク発生部に対する締結力を生じさせるボールカム機構とを備え、前記ボールカム機構は、前記減速機構側及び前記トルク発生部側にそれぞれ設けられた第一及び第二のカムプレートと、該第一及び第二のカムプレートにそれぞれ設けられ前記第一及び第二のカムプレートの回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚するカム溝と、前記第一及び第二のカムプレート間に配置され前記第一及び第二のカムプレートの前記カム溝の交差部分に係合するカムボールとを備えたことを回転ダンパーの最も主な特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第一の態様の回転ダンパーは、駆動源の給電制御により制動トルクを制御可能でありながら、締結により制動トルクを発生させるトルク発生部によって単位重量当たりの制動トルクを大きくできる。
【００１１】
しかも、ボールカム機構のカム溝の交差部分にカムボールを保持することで、別途のカムボールを保持するための部材を設ける必要がなく、その分単位重量当たりの制動トルクを大きくできる。
【００１２】
また、カムボールが自然にカム溝の交差部分に位置することにより、動作を円滑にすることが可能となる。
【００１３】
しかも、カム溝を漸次径方向の内側に偏倚することで長くでき、これによりカム溝の傾斜を小さくして駆動源の駆動トルクを小さくしながら大きな締結力を発生させることが可能となる。
【００１４】
従って、より確実に単位重量当たりの制動トルクを小さくでき、電力の消費を少なくすることができる。
【００１５】
本発明の第二の態様の回転ダンパーは、第一の態様の効果に加え、非可逆性の減速機構により給電を止めても、締結力は変化しないため、電流の消費量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】回転ダンパーの断面図である（実施例１）。
【図２】図１の回転ダンパーに用いられるカムプレートを示す平面図である（実施例１）。
【図３】変形例に係る回転ダンパーに用いられるカムプレートを示す平面図である（実施例１）。
【図４】第一及び第二のカムプレートの対向するカム溝の相対的な位置関係を示す概念図である（実施例１）。
【図５】回転ダンパーの断面図である（実施例２）。
【図６】図５の回転ダンパーに用いられるカムプレートを示す平面図である（実施例２）。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
制動トルクを制御可能でありながら、単位重量当たりの制動トルクを大きくし、且つ電流の消費量を少なくするという目的を、締結によって制動トルクを発生させるトルク発生部を用いた回転ダンパーにより実現した。
【００１８】
具体的には、相対回転可能な内回転部材及び外回転部材と、内回転部材及び外回転部材間に配置され締結により相対回転に対する制動トルクを発生させるトルク発生部と、給電に応じてトルク発生部を締結するための駆動力を生じさせる駆動源と、駆動源の出力によりトルク発生部に対する締結力を生じさせるボールカム機構とを備える。
【００１９】
ボールカム機構は、第一及び第二のカムプレートと、第一及び第二のカムプレートにそれぞれ設けられ第一及び第二のカムプレートの回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚するカム溝と、第一及び第二のカムプレート間に配置され第一及び第二のカムプレートのカム溝の交差部分に係合するカムボールとを備える。 
【００２０】
また、回転ダンパーは、相対回転可能な内回転部材及び外回転部材と、内回転部材及び外回転部材間に配置され締結により両者の相対回転に対する制動トルクを発生させるトルク発生部と、トルク発生部を締結するための駆動源と、駆動源からの駆動力を減速して出力する非可逆性の減速機構と、減速機構とトルク発生部との間に配置され減速機構の出力に応じてトルク発生部を締結するボールカム機構とを備える。
【００２１】
ボールカム機構は、減速機構側及びトルク発生部側にそれぞれ設けられた第一及び第二のカムプレートと、第一及び第二のカムプレートにそれぞれ設けられ第一及び第二のカムプレートの回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚するカム溝と、第一及び第二のカムプレート間に配置されカム溝に係合するカムボールとを備える。
【００２２】
カム溝の形状は、第一及び第二のカムプレートの回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚する形状であれば、直線状や湾曲形状等とすることが可能である。
【００２３】
第一及び第二のカムプレートに設けられたカム溝は、湾曲形状としての、逆巻きの渦巻き状とするのが好ましい。
【００２４】
カム溝は、径方向の内側又は外側の何れかへ向けて漸次浅く形成すればよいが、径方向の内側へ向けて漸次浅くするのが好ましい。
【００２５】
また、カム溝は、第一及び第二のカムプレートにそれぞれ複数形成され、第一及び第二のカムプレートのそれぞれにおいて、二以上のカム溝が径方向でオーバーラップする構成としてもよい。
【００２６】
減速機構は、非可逆性のものであればよく、ウォームギアや差動ギア等を用いることが可能である。
【００２７】
差動ギアの場合、減速機構は、駆動源によって回転駆動される入力ギアと、ボールカム機構の第一及び第二のカムプレートに一体に設けられ入力ギアに噛み合う歯数の異なる一対の出力ギアとを備えた構成としてもよい。
【００２８】
さらに、外回転部材は、軸心部に内回転部材の軸心部を相対回転自在に支持する回転軸を備え、第一及び第二のカムプレートは、軸心部に開口部を備え、この開口部に回転軸を挿通して支持された構成としてもよい。
【００２９】
ウォームギアの場合、減速機構は、駆動源によって回転駆動されるウォームと、このウォームギアに噛み合いボールカム機構の第一のカムプレートを連動回転させるウォームホイールとを備えた構成としてもよい。
【００３０】
さらに、第一のカムプレートは、軸心部に内回転部材の軸心部を相対回転自在に支持する支持軸部を備え、第二のカムプレートは、外回転部材の内周に軸心方向にスライド自在に係合した構成としてもよい。
【実施例１】
【００３１】
［回転ダンパーの構造］
図１は、本発明の実施例１に係る回転ダンパーの断面図である。
【００３２】
本実施例の回転ダンパー１は、外回転部材であるケース３と、内回転部材である回転体５と、トルク発生部７と、駆動源９と、減速機構１１と、ボールカム機構１３とを備えている。
【００３３】
ケース３は、円筒状のケース本体１５が、軸心方向の一側に一体の一端壁部１７を備え、他側が別体の他端壁部１９によって閉じられた構成となっている。ケース３内には、潤滑油が封入されている。なお、軸心方向とは、ケース３の軸心に沿った方向を意味する。径方向とは、軸心方向に交差する、ケース３の径に沿った方向を意味する。
【００３４】
他端壁部１９は、フランジ２０がボルト２１によりケース本体１５のフランジ２２に締結して固定されている。この他端壁部１９には、ケース３内へ突出する回転軸２３が軸心部に一体に設けられている。回転軸２３には、回転体５が軸周り回転自在に支持されている。従って、ケース３は、軸心部に回転体５の軸心部を相対回転自在に支持する回転軸２３を備えた構成となっている。
【００３５】
回転体５は、円柱形状に形成され、ケース３の内外を挿通している。回転体５とケース３との間は、ケース３の一端壁部１７に保持されたシール部材２５により封止されている。
【００３６】
回転体５は、ケース３内に位置する内端部２７が軸心部に凹部２９を有している。この凹部２９がケース３の回転軸２３に係合し、回転体５が回転自在に支持されている。
【００３７】
また、回転軸２３は、ケース３の一端壁部１７の内周に対し、軸受３１を介して支持されている。従って、回転体５は、ケース３に対して相対回転自在となっている。軸受３１は、シール部材２５に隣接してケース３の内側に配置されている。
【００３８】
回転体５は、軸受３１とシール部材２５との間で段部３５を有し、段部３５からケース３外の外端部３７までが内端部２７側と比較して僅かに小径に形成されている。回転体５の外端部３７は、対象物に結合されて、対象物からの入力を受ける。
【００３９】
この入力による回転体５及びケース３間の相対回転に対し、回転体５及びケース３間に配置されたトルク発生部７が締結により制動トルクを発生させる。
【００４０】
本実施例のトルク発生部７は、摩擦部３９と、押圧プレート４１とで構成されている。
【００４１】
摩擦部３９は、複数のアウタープレート４３と、複数のインナープレート４５と、複数の摩擦部材４７とを備える。
【００４２】
複数のアウタープレート４３は、リング状に形成され、外周の凹部４９がケース３の内周に固定されたピン５１に軸心方向にスライド自在に係合している。
【００４３】
複数のインナープレート４５は、回転体５の外周の雄スプライン５３に雌スプライン５５が係合して軸心方向にスライド自在なリング状であり、それぞれ隣接するアウタープレート４３間に配置されている。
【００４４】
複数の摩擦部材４７は、アウタープレート４３及びインナープレート４５の何れか一方に取り付けられたリング状であり、アウタープレート４３及びインナープレート４５の各間に締結力に応じて摩擦力による制動トルクを発生させる。
【００４５】
押圧プレート４１は、摩擦部３９の端部に配置されている。押圧プレート４１は、リング状に形成され、アウタープレート４３と同様に、外周に設けられた凹部５７によりケース３の内周のピン５１に軸心方向にスライド自在に係合している。この押圧プレート４１は、軸心方向の一側へのスライドにより、摩擦部３９をケース３の一端壁部１７との間で締結する。
【００４６】
かかる押圧プレート４１のスライドは、駆動源９の駆動トルク（駆動力）により、減速機構１１及びボールカム機構１３を介して行われるようになっている。
【００４７】
駆動源９は、電動モータからなり、図示しない電源から電力を供給されて動作する。これにより、駆動源９は、給電によりトルク発生部７を締結するための駆動トルクを生じさせるものとなっている。
【００４８】
この駆動源９は、ケース３の他端壁部１９に固定されている。ケース３の他端壁部１９に対し、駆動源９は、ケース３の軸心方向に沿って、且つケース３の軸心に対して径方向の外側に偏倚して配置されている。
【００４９】
駆動源９の出力軸５９は、ケース３の他端壁部１９を貫通してケース３内に位置している。駆動源９の出力軸５９には、ケース３内で減速機構１１が連結されている。
【００５０】
減速機構１１は、逆効率がゼロの非可逆性であり、駆動源９からの駆動トルクを減速して出力する。本実施例の減速機構１１は、差動ギア機構であり、入力ギア６１と一対の出力ギア６３ａ，６３ｂとを備える。
【００５１】
入力ギア６１は、駆動源９の出力軸５９に一体回転するように結合されている。従って、入力ギア６１は、駆動源によって回転駆動される。この入力ギア６１は、駆動源９の位置に応じてケース３の外周側に偏倚して配置されている。これに応じて、ケース３には、入力ギア６１を避けるように径方向の外側に膨出した膨出部６５を有している。膨出部６５は、ケース本体１５に対する他端壁部１９の締結用のフランジ２０の範囲内で膨出しており、外径の拡大を抑制している。入力ギア６１には、一対の出力ギア６３ａ，６３ｂが噛み合っている。
【００５２】
出力ギア６３ａ，６３ｂは、円板状の本体部６７ａ，６７ｂの外周に設けられている。出力ギア６３ａ，６３ｂの本体部６７ａ，６７ｂは、軸心部に開口部６９ａ，６９ｂが設けられており、この開口部６９ａ，６９ｂにケース３の回転軸２３が挿通して回転自在に支持されている。なお、出力ギア６３ａ，６３ｂの本体部６７ａ，６７ｂの詳細については、カムプレート７１ａ，７１ｂとして後述する。
【００５３】
これら出力ギア６３ａ，６３ｂは、相互に歯数が異なっている。本実施例において、出力ギア６３ａ，６３ｂの歯数は、５０及び５１であり、出力ギア６３ｂの方が一つ多く設定されている。この歯数により、出力ギア６３ａ，６３ｂは、入力ギア６１に応じて同方向に回転しつつ相対回転する構成となっている。
【００５４】
ボールカム機構１３は、減速機構１１とトルク発生部７との間に配置され、減速機構１１の出力に応じてトルク発生部７に対する締結力を生じさせるものである。本実施例のボールカム機構１３は、第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂと、カムプレート７１ａ，７１ｂに設けられたカム溝７３と、カム溝７３に係合したカムボール７５とを備えている。
【００５５】
このカムプレート７１ａ，７１ｂは、出力ギア６３ａ，６３ｂの本体部６７ａ，６７ｂによって構成されている。従って、カムプレート７１ａ，７１ｂは、全体として円板状であり、出力ギア６３ａ、６３ｂが一体に設けられた構成となっている。従って、カムプレート７１ａ、７１ｂは、内周部の開口部６９ａ，６９ｂを介して、回転軸２３を挿通して相互に離間可能且つ回転自在に支持されている。
【００５６】
カムプレート７１ａ，７１ｂの外周部は、内周部に対して軸心方向の肉厚が薄く形成されている。カムプレート７１ａ，７１ｂの外周部は、平坦なカム面７７ａ，７７ｂを有し、カム面７７ａ，７７ｂ間にカムボール７５を介在させて対向している。
【００５７】
カム面７７ａ，７７ｂに対する軸心方向の反対側の面には、カムプレート７１ａ，７１ｂの外周部に段差部７９ａ，７９ｂが設けられている。この段差部７９ａ，７９ｂには、それぞれスラストベアリング等の軸受８１ａ，８１ｂが保持されている。その軸受８１ａを介し、第一のカムプレート７１ａはケース３の他端壁部１９に軸方向で受けられ、軸受８１ｂを介し、第二のカムプレート７１ｂはトルク発生部７の押圧プレート４１に軸方向で当接している。
【００５８】
図２は、カムプレートを示す平面図である。
【００５９】
カム溝７３は、カムプレート７１ａ，７１ｂのカム面７７ａ，７７ｂにそれぞれ設けられている。なお、カムプレート７１ａ，７１ｂのカム面７７ａ，７７ｂは、対称に構成されているため、図２では、第一のカムプレート７１ａのみを示し、第二のカムプレート７１ｂについては、括弧書きで符号のみ示す。
【００６０】
本実施例のカム溝７３は、各カムプレート７１ａ，７１ｂに対し、複数形成されている。なお、カム溝７３の数は、実施例において３つであるが、２つや４つ或は１つ等のように変更することが可能である。
【００６１】
各カム溝７３は、カムプレート７１ａ，７１ｂの回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚するように形成されている。本実施例において、カムプレート７１ａ，７１ｂの対向するカム溝７３は、逆巻きの渦巻き形状となっている。ただし、カム溝７３は、渦巻き形状以外にも、回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚する直線状や渦巻き形状以外の湾曲形状とすることが可能である。
【００６２】
また、各カム溝７３の渦巻き形状は、例えば、約１８０度の範囲で設けられている。ただし、渦巻き形状の範囲は、カム面７７ａ，７７ｂの大きさ等に応じて適宜変更することが可能である。
【００６３】
渦巻き形状のカム溝７３は、２つ以上が径方向で部分的にオーバーラップする。本実施例では、周方向で隣接する二つのカム溝７３が部分的に径方向でオーバーラップしている。なお、カム溝は、径方向にオーバーラップしなくてもよい。
【００６４】
カム溝７３の断面形状は、断面凹曲面状であり、外周側から内周側にかけて漸次浅くなるように傾斜している。この傾斜は、カム溝７３を渦巻き状にすることで延長できるため、その分緩く設定されている。なお、傾斜方向は、逆向きにすることも可能である。すなわち、カム溝７３は、図３のように、内周側から外周側にかけて漸次浅くなるように傾斜させてもよい。図３は、変形例に係るカムプレート７１ａを示す平面図である。
【００６５】
カムボール７５は、鋼球であり、第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂ間に配置されている。このカムボール７５は、後述するように第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂのカム溝７３の交差部分７３ａに係合する。なお、カムボール７５は、通常状態でカム溝７３の外周側の相対的に深い部分に係合しており、第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂの相対回転によりカム溝７３の内周側の浅い部分へと係合が遷移する。
【００６６】
これにより、カムボール７５は、カムプレート７１ａ，７１ｂ間の間隔を拡げ、第二のカムプレート７１ｂによりトルク発生部７の押圧プレート４１を軸方向の一側へスライド移動させ、トルク発生部７に対する締結力を生じさせる。なお、カムボール７５は、各カム溝７３に係合するため、カム溝７３と同数備えられている。
【００６７】
図４は、第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂの対向するカム溝７３の相対的な位置関係を示す概念図である。
【００６８】
上記のようにカムボール７５の係合が遷移する際は、図４のように、対向するカム溝７３が第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂの相対回転に応じた交差部分を有することになる。このカム溝７３の交差部分７３ａにカムボール７５が自動的に位置するため、本実施例では、カムボール７５の保持部材を要しない構造となっている。
【００６９】
このとき、第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂの相対角速度の１／２でカムボール７５のカム溝７３に対する係合が遷移するが、カムボール７５が位置する交差部分７３ａも第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂの相対角速度の１／２で移動することになる。このため、カムボール７５は、カム溝７３の交差部分７３ａに確実に位置し保持することができる。
【００７０】
［回転ダンパーの動作］
回転ダンパー１は、例えば、ケース３を固定し、対象物に回転体５の外端部を結合して用いられる。
【００７１】
回転体５に対象物からトルクが入力されると、回転体５がケース３に対して相対回転する。この相対回転に対し、トルク発生部７により制動トルク（減衰力）が与えられる。本実施例では、制動トルクが駆動源９への給電に応じて制御される。
【００７２】
すなわち、駆動源９に給電すると、給電に応じて駆動源９の出力軸５９から駆動トルクが出力される。この駆動トルクによって減速機構１１の入力ギア６１が回転し、一対の出力ギア６３ａ，６３ｂが入力ギア６１により回転駆動される。
【００７３】
このとき、出力ギア６３ａ，６３ｂは、歯数が異なるので同方向に回転しつつ相対回転する。この相対回転により、ボールカム機構１３のカムプレート７１ａ，７１ｂを相対回転させる。こうして、駆動源９の駆動トルクをボールカム機構１３に出力することになる。この出力トルクは、出力ギア６３ａ，６３ｂの相対回転と入力ギア６１及び出力ギア６３ａ，６３ｂ間のギア比とにより、駆動源９の駆動トルクを大幅に減速し、増大することができる。
【００７４】
カムプレート７１ａ，７１ｂが相対回転すると、ボールカム機構１３では、カムボール７５が転動してカム溝７３の内周側の浅い部分へと係合が遷移する。このとき、本実施例では、カム溝７３の傾斜が緩やかになっているため、小さい駆動トルクで確実にカムボール７５をカム溝７３の内周側の浅い部分へと係合を遷移させることができる。
【００７５】
カムボール７５は、カム溝７３の浅い部分へと係合を遷移させると、カムプレート７１ａ，７１ｂ間の間隔を拡げることになる。
【００７６】
このとき、第一のカムプレート７１ａが軸受８１ａを介してケース３の他端壁部１９で受けられるため、第二のカムプレート７１ｂをトルク発生部７側に移動させる。従って、第二のカムプレート７１ｂが軸受８１ｂを介してトルク発生部７の押圧プレート４１を押圧して軸方向の一側へスライド移動させる。
【００７７】
これにより、トルク発生部７は、押圧プレート４１が摩擦部３９をケース３の一端壁部１７との間で締結し、締結力に応じた制動トルクを生じさせることになる。
【００７８】
こうして目的の制動トルクを生じさせた後は、減速機構１１が非可逆性であるから、駆動源９への給電を停止しても、締結力が変化しないため、制動トルクを維持することができる。このため、電力の消費を抑制することができる。
【００７９】
［実施例１の効果］
本実施例の回転ダンパー１は、相対回転可能なケース３及び回転体５と、ケース３及び回転体５間に配置され締結によりケース３及び回転体５間の相対回転に対する制動トルクを発生させるトルク発生部７と、給電に応じてトルク発生部７を締結するための駆動トルクを生じさせる駆動源９と、駆動源９からの駆動トルクを減速して出力する非可逆性の減速機構１１と、減速機構１１とトルク発生部７との間に配置され減速機構１１の出力に応じてトルク発生部７に対する締結力を生じさせるボールカム機構１３とを備える。
【００８０】
ボールカム機構１３は、減速機構１１側及びトルク発生部７側にそれぞれ設けられた第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂと、第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂにそれぞれ設けられ第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂの回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚する渦巻き状に形成されたカム溝７３と、第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂ間に配置されカム溝７３に係合するカムボール７５とを備える。
【００８１】
従って、本実施例の回転ダンパー１は、駆動源９への給電による駆動トルクに応じて制動トルクを制御することができる。
【００８２】
また、本実施例の回転ダンパー１は、トルク発生部７が締結により制動トルクを発生させるため、磁気粘性流体や磁性流体を用いた回転ダンパーと比較して、小型軽量で高い制動トルクが得られる。この結果、単位重量当たりの制動トルクを大きくすることができる。
【００８３】
また、本実施例では、ボールカム機構１３のカム溝７３の交差部分７３ａにカムボール７５を保持することで、別途のカムボール７５を保持するための部材を設ける必要がなく、その分単位重量当たりの制動トルクを大きくできる。
【００８４】
また、カムボール７５が自然にカム溝７５の交差部分７３ａに位置することにより、動作を円滑にすることが可能となる。
【００８５】
さらに、本実施例の回転ダンパー１は、減速機構１１が非可逆性であるため、目的の制動トルクを得るまで駆動源９に給電すればよく、電流の消費量を少なくすることができる。
【００８６】
しかも、本実施例の回転ダンパー１は、カム溝７３を渦巻き状により長く形成することができるので、カム溝７３の傾斜を浅い部分と深い部分との深さの差を小さくすることなく緩やかにすることができる。
【００８７】
このため、駆動源９の駆動トルクを小さくしながら大きな締結力を生じさせることができ、かかる点からも単位重量当たりの制動トルクを大きくし、且つ電流の消費量を少なくすることができる。
【００８８】
また、本実施例の回転ダンパー１は、磁気粘性流体や磁性流体を用いた回転ダンパーにみられる残留トルクを限りなく小さくできる。
【００８９】
第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂに設けられた対向するカム溝７３は、逆巻きの渦巻き状であるから、カムボール７５の位置が自動的に対向するカム溝７３の交差部分になるため、カムボール７５の保持部材が不要となる。このため、本実施例では、カムプレート７１ａ，７１ｂの間隔を狭くでき、より小型化が可能である。
【００９０】
また、本実施例では、カム溝７３が径方向の内側に向けて径が小さくなる渦巻き形であり、且つ径方向の内側に向けて漸次浅くなるため、カム溝７３の溝勾配を一定にしておいても、カムボール７５が内径側のカム溝７３の浅い部分に移動すると、同一駆動トルクにおいても締結力が増大する。
【００９１】
従って、より確実に単位重量当たりの制動トルクを小さくでき、より確実に電力の消費量を少なくすることができる。
【００９２】
カム溝７３は、第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂにそれぞれ複数形成され、第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂのそれぞれにおいて、二以上のカム溝７３が径方向でオーバーラップする。
【００９３】
従って、本実施例では、複数のカム溝７３を設けても、各カム溝７３を確実に延長して傾斜を緩やかにすることができる。
【００９４】
また、カムプレート７１ａ，７１ｂのカム面７７ａ，７７ｂを有効活用して、カム溝７３及びカムボール７５を複数設けて締結力発生の安定性を向上することができる。
【００９５】
また、カム溝７３は、内周側に向かって漸次浅くなっているもしくは漸次深くなっているため、上記のように複数がオーバーラップする構造としても、相互間の干渉を容易に抑制することができる。
【００９６】
減速機構１１は、駆動源９によって回転駆動される入力ギア６１と、ボールカム機構１３の第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂに一体に設けられ入力ギア６１に噛み合う歯数の異なる一対の出力ギア６３ａ，６３ｂとを備えている。
【００９７】
従って、非可逆性の減速機構１１を容易且つ確実に実現し、電流の消費量を少なくする。
【００９８】
また、ケース３は、軸心部に回転体５の軸心部を相対回転自在に支持する回転軸２３を備え、カムプレート７１ａ，７１ｂは、軸心部に開口部６９ａ，６９ｂを備え、開口部６９ａ，６９ｂに回転軸２３を挿通して支持されている。これにより、本実施例の回転ダンパー１は、回転体５を確実に支持することができると共に、ケース３、回転体５、カムプレート７１ａ，７１ｂの軸心を一致させることができ、簡単な構造で動作の円滑化を図ることができる。
【実施例２】
【００９９】
図５は、実施例２に係る回転ダンパーの断面図、図６は、カムプレート（押圧プレート）を示す平面図である。実施例２では、実施例１と対応する構成部分に同符号を付して、重複した説明を省略する。
【０１００】
実施例２の回転ダンパー１は、実施例１に対し、減速機構１１とボールカム機構１３を変更したものである。
【０１０１】
本実施例の減速機構１１は、ウォームギア機構により構成されている。具体的には、減速機構１１がウォーム８３とウォームホイール８５とを備え、ギアケース８７内に収容されている。
【０１０２】
ギアケース８７は、ケース３の他端壁部１９外側に隣接して配置されている。このギアケース８７は、フランジ８９がケース３の他端壁部１９のフランジ２０に図示しないボルトにより締結して固定される。
【０１０３】
ギアケース８７には、駆動源９が径方向の一側に偏倚して固定され、軸心方向に交差する方向に沿って配置されている。駆動源９の出力軸５９は、ギアケース８７内に位置している。
【０１０４】
ウォーム８３は、駆動源９の出力軸５９に一体回転するように取り付けられている。従って、ウォーム８３は、駆動源９によって回転駆動される構成となっている。ウォーム８３は、駆動源９の位置に応じ、外周側に位置している。これに応じて、ギアケース８７には、ウォーム８３を避けるように径方向の外側に膨出した膨出部６５を有している。ウォーム８３には、ウォームホイール８５が噛み合っている。
【０１０５】
ウォームホイール８５は、円板状に形成されて、ギアケース８７内に回転自在に支持されている。本実施例のウォームホイール８５は、ケース３に対する軸心方向の反対側の裏面に、円筒状の支持ボス部９１が軸心部に形成されている。この支持ボス部９１の内周に、ギアケース８７の軸心部に設けられた回転軸２３がブッシュ９３を介して回転自在に係合している。
【０１０６】
ウォームホイール８５のケース３側の表面には、結合軸９５が突設されている。結合軸９５は、ギアケース８７を貫通してケース３内に至っている。結合軸９５の先端には、ケース３内でボールカム機構１３の第一のカムプレート７１ａがスプライン等によって結合されている。これにより、ウォームホイール８５は、ボールカム機構１３の第一のカムプレート７１ａを連動回転させる構成となっている。
【０１０７】
本実施例のボールカム機構１３は、第一のカムプレート７１ａを別途設け、第二のカムプレート７１ｂをトルク発生部７の押圧プレート４１によって構成している。
【０１０８】
第一のカムプレート７１ａは、円板状に形成され、ケース３の他端壁部１９に隣接して配置されている。第一のカムプレート７１ａの背面側には、段差部７９ａが形成されており、段差部７９ａにスラストベアリング等の軸受８１ａが保持されている。この軸受８１ａにより、第一のカムプレート７１ａは、ケース３の他端壁部１９に受けられている。
【０１０９】
第一のカムプレート７１ａの背面側の軸心部には、円筒状の結合ボス部９７が設けられている。結合ボス部９７は、ケース３の他端壁部１９の内周に配置され、結合ボス部９７の内周には、減速機構１１のウォームホイール８５の結合軸９５が結合する。
【０１１０】
第一のカムプレート７１ａの表面側には、軸心部に支持軸部１０１が突設されている。支持軸部１０１の先端は、ブッシュ１０３を介して回転体５の凹部２９内に回転自在に係合している。これにより、第一のカムプレート７１ａは、回転体５を軸心部において相対回転自在に支持する支持軸部１０１を備えた構成となっている。
【０１１１】
第一のカムプレート７１ａの表面側の外周部は、平坦なカム面７７ａとなっており、カムボール７５を介して第二のカムプレート７１ｂの平坦なカム面７７ｂに対向している。なお、第二のカムプレート７１ｂは、押圧プレート４１によって構成されているため、ケース３の内周に軸心方向にスライド自在に係合している。
【０１１２】
第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂのカム面７７ａ，７７ｂには、それぞれカム溝７３が形成されている。
【０１１３】
カム溝７３は、実施例１と同様、各カムプレート７１ａ，７１ｂに対し、複数（実施例では３つ）形成されている。各カム溝７３は、カムプレート７１ａ，７１ｂの回転方向に対して漸次径方向の内側に偏倚する渦巻き状に形成されている。渦巻き形状は、本実施例において約３６０度の範囲で設けられている。また、本実施例では、３つのカム溝７３が径方向でオーバーラップしている。
【０１１４】
カム溝７３は、外周側から内周側にかけて漸次浅くなるように傾斜しており、この傾斜がカム溝７３を渦巻き状にして延長した分だけ緩く設定されている。
【０１１５】
カムボール７５は、実施例１と同様に、第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂ間に配置され、通常状態でカム溝７３の外周側の相対的に深い部分に係合し、第一及び第二のカムプレート７１ａ，７１ｂの相対回転によりカム溝７３の内周側の浅い部分へと係合が遷移するようになっている。これらカムボール７５を保持部材である保持プレート１０５によって保持し、同期して係合が遷移するように構成されている。なお、保持プレート１０５は、対向するカム溝７３が逆巻きの渦巻き状であるから、実施例１と同様に省略することも可能である。
【０１１６】
かかる実施例２の回転ダンパー１では、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【０１１７】
また、実施例２では、第一のカムプレート７１ａの軸心部に支持軸部１０１が備えられ、支持軸部１０１が回転体５の軸心部を相対回転自在に支持し、第二のカムプレート７１ｂがケース３の内周に軸心方向にスライド自在に係合している。
【０１１８】
従って、第一のカムプレート７１ａを利用して回転体５を確実に支持することができる。また、かかる構成により、ケース３、回転体５、カムプレート７１ａ，７１ｂの軸心を一致させることができ、実施例１と同様、動作を円滑に行わせることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１  回転ダンパー
３  ケース
５  回転体
７  トルク発生部
９  駆動源
１１  減速機構
１３  ボールカム機構
３９  摩擦部
４１  押圧プレート
４３  アウタープレート
４５  インナープレート
４７  摩擦部材
６１  入力ギア
６３ａ，６３ｂ  出力ギア
７１ａ，７１ｂ  カムプレート
７３  カム溝
７３ａ  交差部分
７５  カムボール
【図１】
2019199925.tif 000003
【図２】
2019199925.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019199925.tif 000006
【図５】
2019199925.tif 000007
【図６】
2019199925.tif 000008