(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電気粘性流体が充填される液体室を備える絶縁材料からなる本体ケースと、
前記液体室内に設けられる電極と、
前記液体室内で回転軸と共に回転し、かつ前記電極と共に前記電気粘性流体に電圧を印可する電極として機能するロータ部を備える導電性材料からなる回転体と、
を有するロータリーダンパにおいて、
前記電極と前記ロータ部との間隙において、前記電極と前記ロータ部のうち、陽極として機能するいずれか一方に擦れ合うように、前記ロータ部の回転運動に伴う電気粘性流体の流動を抑制する絶縁材料からなる堰部材が設けられていることを特徴とするロータリーダンパ。
【請求項２】
請求項１記載のロータリーダンパであって、前記電極が、前記ロータ部の外周面に対向する位置に設けられていることを特徴とするロータリーダンパ。
【請求項３】
請求項１記載のロータリーダンパであって、前記電極が、前記ロータ部の上面及び下面に対向する位置に設けられていることを特徴とするロータリーダンパ。
【請求項４】
請求項２又は３記載のロータリーダンパであって、前記堰部材が棒状体からなり、前記間隙内に１以上配設されていることを特徴とするロータリーダンパ。
【請求項５】
請求項２記載のロータリーダンパであって、前記堰部材が、厚み方向に貫通する孔部を有する略円筒状の波状のシートからなり、該シートの傾斜面が前記間隙を横切るように設けられていることを特徴とするロータリーダンパ。
【請求項６】
請求項１又は２記載のロータリーダンパであって、前記堰部材が、厚み方向に貫通する孔部を有する略環状の波状のシートからなり、該シートの傾斜面が前記間隙を横切るように設けられていることを特徴とするロータリーダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ロータリーダンパに関する。より詳細には、電気粘性流体を利用したロータリーダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気粘性流体を利用したロータリーダンパは、印可電圧を変化させるだけで低トルク負荷として作用させたり、高トルク負荷として作用させることが容易にできることから、各種産業機械器具において利用されており、一般には、図６（ａ），（ｂ）に示された構造のものが知られている。
【０００３】
すなわち、内部に電気粘性流体１１０が充填される液体室１２０ａを備える絶縁材料からなる本体ケース１２０と、液体室１２０ａ内に設けられる電極１３０と、液体室１２０ａ内で回転軸１４０ａと共に回転し、かつ電極１３０と共に電気粘性流体１１０に電圧を印可する電極として機能するロータ部１４０ｂを備える導電性材料からなる回転体１４０と、を有して構成され、電極１３０及び回転体１４０は、それぞれ電線１５０ａ，１５０ｂを介して電源１５０と接続されている。
【０００４】
そして、電極１３０とロータ部１４０ｂとの間に介在する電気粘性流体１１０に電圧を印可すると、図７（ａ）に示すように、電気粘性流体１１０の粒子１１０ａがつながり合って、電極１３０とロータ部１４０ｂを結ぶ粒子の鎖１１０ｂを形成し、ロータ部１４０ｂの回転運動を緩慢なものにさせる所定のトルクを発生させる。なお、電気粘性流体の粒子１１０ａは、印可される電圧が高いほど強くつながり合う性質を有しているため、電気粘性流体を利用したロータリーダンパは、印可電圧を変化させるだけで発生トルクを制御することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のロータリーダンパでは、図７（ｂ）に示すように、電気粘性流体１１０に電圧を印可しても、回転運動をするロータ部１４０ｂに電気粘性流体１１０の粒子の鎖１１０ｂが引きずられるように流されてしまい、電気粘性流体１１０の粒子１１０ａのつながりが途切れ途切れとなり、発生トルクが低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、電気粘性流体を利用したロータリーダンパにおいて、発生トルクを低下させることなく、印可電圧に応じた所定のトルクを発生し得るロータリーダンパを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、ロータ部の回転運動に伴う電気粘性流体の流動を抑制しその流れを悪くすれば、電気粘性流体に電圧を印可した場合に形成される電気粘性流体の粒子の鎖がロータ部の回転運動に引きずられるように流されてしまうことが抑制され、発生トルクが低下し難いことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、請求項１記載の本発明のロータリーダンパは、内部に電気粘性流体が充填される液体室を備える絶縁材料からなる本体ケースと、前記液体室内に設けられる電極と、前記液体室内で回転軸と共に回転し、かつ前記電極と共に前記電気粘性流体に電圧を印可する電極として機能するロータ部を備える導電性材料からなる回転体と、を有するロータリーダンパにおいて、前記電極と前記ロータ部との間隙において、前記電極と前記ロータ部のうち、陽極として機能するいずれか一方に擦れ合うように、前記ロータ部の回転運動に伴う電気粘性流体の流動を抑制する絶縁材料からなる堰部材が設けられていることを特徴とする。
請求項２記載の本発明のロータリーダンパは、請求項１記載のロータリーダンパであって、前記電極が、前記ロータ部の外周面に対向する位置に設けられていることを特徴とする。
請求項３記載の本発明のロータリーダンパは、請求項１記載のロータリーダンパであって、前記電極が、前記ロータ部の上面及び下面に対向する位置に設けられていることを特徴とする。
請求項４記載の本発明のロータリーダンパは、請求項２又は３記載のロータリーダンパであって、前記堰部材が棒状体からなり、前記間隙内に１以上配設されていることを特徴とする。
請求項５記載の本発明のロータリーダンパは、請求項２記載のロータリーダンパであって、前記堰部材が、厚み方向に貫通する孔部を有する略円筒状の波状のシートからなり、該シートの傾斜面が前記間隙を横切るように設けられていることを特徴とする。
請求項６記載の本発明のロータリーダンパは、請求項１又は２記載のロータリーダンパであって、前記堰部材が、厚み方向に貫通する孔部を有する略環状の波状のシートからなり、該シートの傾斜面が前記間隙を横切るように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の第一の実施の形態に係るロータリーダンパ１を示す図であり、（ａ）はロータリーダンパ１を水平に二分した断面図、（ｂ）はロータリーダンパ１を垂直に二分した断面図である。これらの図において、符号２は本体ケース、３は回転体、４は堰部材、５は電気粘性流体、６は電極である。
【００１０】
本体ケース２は、図１（ｂ）に示すように、プラスチック等の絶縁材料からなる断面略凹字状のケーシング２ａと、該ケーシング２ａの上面開口部を閉塞する蓋２ｂから構成され、該ケーシング２ａと蓋２ｂによって形成される液体室２１には、電気粘性流体５が充填されている。なお、蓋２ｂの外周面及び回転体３の回転軸３１と摺接する蓋２ｂの内周面には、電気粘性流体５の漏洩防止のためのＯリング２ｃ，２ｄがそれぞれ配設されている。また、液体室２１を構成するケーシング２ａの内周面には、図１（ａ）に示すように、略筒状の電極６が貼設されており、この電極６は、電線１０ａを介して電源１０に接続されている（図１（ｂ）参照）。
【００１１】
更に、液体室２１内には、回転軸３１とロータ部３２から構成される、金属等の導電性材料からなる回転体３が配設されている。具体的には、図１（ｂ）に示すように、回転体３を構成する回転軸３１は、その一端３１ａが本体ケース２の外部に突出して、制御対象となる物体（例えば、開閉蓋の基軸等）に連結される一方、他端３１ｂが液体室２１を構成するケーシング２ａの底面２１ａに形成された凹部２１ｂに嵌合されている。また、回転軸３１の他端３１ｂには、電源１０から延びる電線１０ｂが接続されており、それにより、回転軸３１と一体に形成されたロータ部３２が、電極６と共に電気粘性流体５に電圧を印可する電極として機能する。ロータ部３２は、回転軸３１と共に液体室２１内で回転し得るように、液体室２１を構成するケーシング２ａの内径よりも小さいことはもちろんのこと、上記略筒状の電極６の内径よりも小さな外径で形成されている。より具体的には、ロータ部３２の外径は、ロータ部３２の外周面と該外周面に対向する電極６との間隙が約０．５ｍｍ〜約３ｍｍとなるように形成することが好ましい。
【００１２】
堰部材４は、ゴムや合成樹脂等の絶縁材料からなる棒状体であり、前記間隙内に１以上配設されていればよいが、本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、電極６と回転体３を構成するロータ部３２の外周面との間隙に、円周方向に所定の間隔をおいて四つ配設している。各堰部材４は、それぞれ一方の端面４ａが電極６に形成した切り欠きを介してケーシング２ａの内周面に固定され、他方の端面４ｂがロータ部３２の外周面に擦れ合うように配設されている。それにより、回転軸３１と共にロータ部３２が回転して電気粘性流体５が流動しても、ロータ部３２の外周面と電極６との間隙を横切るように設けられた堰部材４によって電気粘性流体５の粒子が堰き止められて、電気粘性流体５の流動範囲が規制される。その結果、電気粘性流体５に電圧を印可した際に生じる電気粘性流体５の粒子の鎖が回転運動をするロータ部３２によって流されることが少なくなり、発生トルクの低下を抑制することができる。
【００１３】
また、電気粘性流体５には均一系と分散系の二種類があり、このうち、分散系の電気粘性流体は、直流電圧を長時間印可すると、その粒子が陽極側に集まるという性質を有する。このため、電気粘性流体５として分散系のものを用いて直流電圧を長時間印可した場合には、図７（ｃ）に示すように、電気粘性流体の粒子（１００ａ）が陽極であるロータ部（１４０ｂ）の外周面に集まって固着し絶縁層（１１０ｃ）を形成することがあり、これが発生トルクの低下の一因ともなっていた。しかし、本実施の形態のように、堰部材４が、陽極として機能するロータ部３２に擦れ合うように設けられることにより、陽極側に集まる電気粘性流体５の粒子を分散させることができる。それにより、該粒子による絶縁層が形成されることがなく、発生トルクも低下しない。
【００１４】
次に、本発明の第二の実施の形態に係るロータリーダンパ１′について説明する。図２（ｂ）に示すように、ロータリーダンパ１′は、上記した第一の実施の形態に係るロータリダンパ１とほぼ同様の構造を有して成るが、このうち、堰部材４′が、図３（ａ）に示すように、メッシュ状に形成され、表面から裏面へと厚み方向に貫通する複数の孔部４ｃを有する略筒状の波状のシートからなり、電極６′とロータ部３２′との間隙に設けられている点で相違する（図２（ａ）参照）。この堰部材４′は、複数の孔部４ｃを有しているが、傾斜面４ｄが電極６′とロータ部３２′との間隙を斜めに横切っているため、流動する電気粘性流体５′の粒子は、傾斜面４ｄを形成する孔部４ｃの周囲に当たり、その結果、電気粘性流体５′の流動が抑制され、発生トルクの低下を少なくすることができる。また、堰部材４′としてのシートの頂上部４ｅが陽極であるロータ部３２′の外周面に擦れ合うように配設されているため、陽極側に集まる電気粘性流体５′の粒子が分散され、該粒子による絶縁層が形成されることがない。なお、この堰部材４′としてのシートが、ロータ部３２′の回転に伴って回転しないように、電極６′又はケーシング２ａ′の底面２１ａ′等に固定しておくことが好ましい。また、この堰部材４′としてのシートもゴム又は合成樹脂等の絶縁材料から形成されている。さらに、孔部４ｃの形状は、電気粘性流体５の粒子が孔部４ｃを通じて移動可能であれば、どのような形状であっても良く、例えば、図３（ｃ）に示すように、孔部４ｃがスリット状に形成されたものを用いることもできる。
【００１５】
次に、本発明の第三の実施の形態に係るロータリーダンパ１″について説明する。図４に示すように、ロータリーダンパ１″は、略環状の二枚の電極６″が、それぞれ、本体ケース２″内において、ロータ部３２″の上面及び下面に対向する位置に、すなわち、蓋２ｂ″の内面２１ｃ″及びケーシング２ａ″の底面２１ａ″に配設されると共に、該各電極６″，６″が各々電線１０ａ″，１０ｂ″を介して電源１０″に接続されている。また、堰部材４″は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、メッシュ状に形成され、表面から裏面へと厚み方向に貫通する複数の孔部４ｃ″を有する略環状の波状のシートからなる。そして、蓋２ｂ″の内面２１ｃ″に設けられた電極６″とロータ部３２″の上面との間隙、及びケーシング２ａ″の底面２１ａ″に設けられた電極６″とロータ部３２″の下面との間隙に、それぞれ配設されている。この堰部材４″としてのシートによっても、上記実施形態と同様、傾斜面４ｄ″を形成する孔部４ｃ″の周囲に、流動する電気粘性流体５″の粒子が当たり、電気粘性流体５″の流動が抑制される。また、この堰部材４″の頂上部４ｅ″が、陽極である蓋２ｂ″の内面２１ｃ″に設けられた電極６″及びロータ部３２″の下面に擦れ合うように配設されているため、陽極側に集まる電気粘性流体５″の粒子が分散され、該粒子による絶縁層が形成されることがない。また、この堰部材４″も、ロータ部３２″の回転に伴って回転しないように、ローター部３２″の上面、ケーシング２ａ″の底面２１ａ″に設けられた電極６″又はケーシング２ａ″の内周面等に固定しておくことが好ましい。さらに、この堰部材４″を構成する材料は、上記各実施の形態と同様、ゴム又は合成樹脂等の絶縁材料を用いることができ、また、孔部４ｃ″の形状も、特に限定されるものではなく、例えば、スリット状等の形状に形成することができる。なお、各電極６″，６″と回転軸３１″の間には、ゴム又は合成樹脂等の絶縁体７を配設して両者を絶縁している。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のロータリーダンパによれば、電極とロータ部との間隙に、該ロータ部の回転運動に伴う電気粘性流体の流動を抑制する絶縁材料からなる堰部材が設けられているため、ロータ部が回転することにより電気粘性流体が流動しても、堰部材によって電気粘性流体の流動が抑制される。その結果、電気粘性流体に電圧を印可した際に生じる電気粘性流体の粒子の鎖がロータ部の回転に流されることが少なくなり、印可電圧に応じた所定のトルクを発生させることができる。また、前記堰部材を前記電極と前記ロータ部のうち、陽極として機能するいずれか一方に擦れ合うように設けることにより、電気粘性流体として分散系のものを用いて直流電圧を長時間印可した場合でも、陽極側に集まる電気粘性流体の粒子を分散させることができるので、該粒子により絶縁層が形成されることが少なくなり、発生トルクの低下防止に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の第一の実施の形態に係るロータリーダンパを示す図であり、（ａ）は該ロータリーダンパを水平に二分した断面図、（ｂ）は該ロータリーダンパを垂直に二分した断面図である。
【図２】  図２は本発明の第二の実施の形態に係るロータリーダンパを示す図であり、（ａ）は該ロータリーダンパを水平に二分した断面図、（ｂ）は該ロータリーダンパを垂直に二分した断面図である。
【図３】  図３は本発明の第二の実施の形態に係るロータリーダンパの堰部材を示す図であり、（ａ）は孔部がメッシュ状に形成された堰部材の正面図、（ｂ）は孔部がスリット状に形成された堰部材の正面図である。
【図４】  図４は本発明の第三の実施の形態に係るロータリーダンパを垂直に二分した断面図である。
【図５】  図５は本発明の第三の実施の形態に係るロータリーダンパの堰部材を示す図であり、（ａ）は孔部がメッシュ上に形成された堰部材の正面図、（ｂ）はその平面図である。
【図６】  図６は従来のロータリーダンパの構造を示す図であり、（ａ）は該ロータリーダンパを水平に二分した断面図、（ｂ）は該ロータリーダンパを垂直に二分した断面図である。
【図７】  図７は図６（ａ）のＡ部拡大図であり、（ａ）は電気粘性流体の粒子の作用を示した図、（ｂ）はロータ部が回転している際の電気粘性流体の粒子の作用を示した図、（ｃ）は電気粘性流体の粒子が絶縁層を形成している状態を示した図である。
【符号の説明】
１  ロータリーダンパ
１′  ロータリーダンパ
１″  ロータリーダンパ
２  本体ケース
２′  本体ケース
２″  本体ケース
３  回転体
３′  回転体
３″  回転体
３１  回転軸
３１′  回転軸
３１″  回転軸
３２  ロータ部
３２′  ロータ部
３２″  ロータ部
４  堰部材
４′  堰部材
４″  堰部材
５  電気粘性流体
５′  電気粘性流体
５″  電気粘性流体
６  電極
６′  電極
６″  電極
【図１】
0004064523.tif 000002
【図２】
0004064523.tif 000003
【図３】
0004064523.tif 000004
【図４】
0004064523.tif 000005
【図５】
0004064523.tif 000006
【図６】
0004064523.tif 000007
【図７】
0004064523.tif 000008