JPH07103277A

JPH07103277A - 回転ダンパ

Info

Publication number: JPH07103277A
Application number: JP5248357A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Hagiwara; 和義萩原
Original assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-10-04
Filing date: 1993-10-04
Publication date: 1995-04-18

Abstract

(57)【要約】【目的】相対的に移動自在に連結される２つの部材間に
組み込まれ、これら部材間の相対移動速度を制御する回
転ダンパにおいて、簡単かつ安価な構成でダンパ作用を
実現でき、また、上記相対移動速度を一定に制御できる
ようにする。【構成】円筒状のケーシング３１にキャップ３２が嵌合
され、その内部には外部からの回転入力を受ける回転軸
３３がＢ₁、Ｂ₂方向に回動自在に支持され、その周面
には、Ｂ₁、Ｂ₂方向への回転角に対応してピッチが変
化するラセン状の溝３４が形成されている。ケーシング
３１内には円板状の壁部材３５が配置され、これは溝３
４と係合しつつ回転軸３３のＢ₁、Ｂ₂方向への回転に
連動してＣ ₁、Ｃ₂方向に摺動する。ケーシング３１内
の空間には、粘性流体物質であるオイル３７が充填され
ている。壁部材３５には開口３９が設けられ、その近傍
にはこれよりも小サイズの開口４０を有する弁４１が開
閉自在に設けられ、壁部材３５の移動方向に応じて開口
率を変化させてオイル３７の通過抵抗を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、相対的に移動自在に連
結される２つの部材間に組み込まれ、これら２つの部材
間の相対移動速度を制御する回転ダンパに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば機体本体がいわゆるシェルオープ
ン式に開閉可能なプリンタ装置、複写機、ファクシミリ
装置等においては、その開閉時の操作性を向上させると
共に安全性を高める等の目的で、開閉速度を制御する
（特に閉成時の速度を抑える）ための機体開閉機構を設
けるのが一般的である。そのような機構としては、従
来、トーションバーやネジリバネ等の弾性を用いたもの
が使用されてきたが、このようなものでは、機体が閉状
態にある時に弾性力によるストレスが常に加わったまま
となり、この状態が長期間続くと機体に歪みが生じる等
のおそれがあるため、機体の強度を高めなければならな
いという不具合があった。そこで、このような不具合を
解消すべく、回転ダンパ（回転式のオイルダンパ）を採
用したものが提案され、実用化されている。

【０００３】図８に、従来の回転ダンパを用いた機体開
閉機構の概略構造を示す。この機体開閉機構は、装置本
体が下部機体Ｍ₁と上部機体Ｍ₂とに分割された装置
（例えば上記のプリンタ装置等）に適用されたものであ
り、装置端部の支持軸１を支点に下部機体Ｍ₁に対し上
部機体Ｍ₂をシェルオープン式に開閉自在に連結すると
共に、回転ダンパ２を利用して上部機体Ｍ₂の閉成動作
時の衝撃を低減するように構成したものである。詳しく
は、支持軸１を中心とした半円周部分にギア部を有する
扇状の固定ギア３が下部機体Ｍ₁と一体的に設けられ、
また、上部機体Ｍ ₂には、固定ギア３と噛み合いながら
上部機体Ｍ₂の開閉動作に連動して回転可能な回転ギア
４と、この回転ギア４の回転に対して回転速度制御機能
を有する回転ダンパ２が配設されている。

【０００４】上記回転ダンパ２としては、上部機体Ｍ₂
の開閉動作に対応した回転ギア４の両回転方向に対して
回転速度制御機能を有するものや、閉成時の回転方向に
のみ回転速度制御機能を有するもの（いわゆるワンウェ
イ機能を持つもの）があり、後者の具体例を図９に示
す。同図に示すように、一端部の開放された円筒状のケ
ーシング１１にカバー１２が上記一端部を塞ぐようにＯ
リング１３を介して嵌合され、その内部には、ケーシン
グ１１の内部中心に突設された固定軸状のボス１１ａに
よって、風車状の複数の羽根１４ａを持つ可動体１４が
回転可能に支持されると共に、可動体１４の中心に突設
されたボス状の軸部１５に、一端に回転ギア４（図８参
照）の圧入された回転軸１６ａを備えた回転体１６が同
軸上に軸装されており、可動体１４とケーシング１１と
のスペースにはシリコングリース等の粘性を有する流体
物質であるオイル１７が充填されている。更に、可動体
１４と回転体１６とは、そのそれぞれの外周面部分に取
りつけられた一対のカラー１８、１９とそれらの外周面
に嵌着されたコイルバネ２０とから構成されるワンウェ
イクラッチ機構により、回転体１６の一方の回転方向に
対して連結（ロック）可能であって他方の回転方向に対
して上記連結の解除が可能とる。なお、回転ダンパ２の
全体は、そのケーシング１１の外側面に突設された取り
付け部２１を介してビス２２等の固定手段により上部機
体Ｍ₂のフレームに固定される。

【０００５】このような構成からなる回転ダンパ２を用
いた図８の機体開閉機構においては、上部機体Ｍ₂の閉
成動作時に、その動作に伴って回転ギア４が固定ギア３
の周上を公転しながら回転すると、回転ダンパ２の上記
ワンウェイクラッチ機構がロック状態となることから、
上記回転ギア４の回転と連動して回転ダンパ２の可動体
１４も回転し、その際に羽根１４ａがオイル１７の粘性
抵抗を受け、この抵抗がダンパ作用として働くことによ
り、機体の閉成動作時の速度制御がなされる。すなわ
ち、上部機体Ｍ₂の閉成動作時には、その動作にブレー
キ作用を持たせるようにしてスムーズな閉成が可能とな
る。なお、上部機体Ｍ₂の開成動作時には、回転ダンパ
２のワンウェイクラッチ機構がロック解除状態となるこ
とから、オイル１７による粘性抵抗を受けない軽い操作
が可能になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような回転ダ
ンパを用いたものは、かなり実用的ではあるが、図９を
見ても明らかなように回転ダンパ自体の構造が非常に複
雑で、部品点数も多くなるために、コストアップを招く
ばかりか、故障率も高くなるという問題点があった。

【０００７】また、一般に、上部機体が開成位置から閉
成位置へ向けて閉じるに従って、上部機体を閉成位置へ
向けて回転させようとする力が増大するので、これによ
り回転ダンパには徐々に大きな力が加わることになる
が、その反面、閉成動作時の回転ダンパの回転トルクは
常に一定であるため、どうしても上記の力の増大に対応
できなくなる。すなわち、上部機体が閉成位置に近づく
につれ、回転ダンパの回転トルクよりも上記の回転させ
ようとする力の方が大きくなり、上部機体の閉成速度が
徐々に増してくるという問題があり、その結果、閉成動
作終了時において上部、下部両機体に衝撃が加わるのを
避けられず、安全性や操作性の面で未だに問題があっ
た。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、簡単
かつ安価な構成でダンパ作用を実現でき、また、２つの
部材間の相対移動速度を一定に制御することのできる回
転ダンパを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、相対的に移動自在に連結される第１、第２
の部材間に配設され、一方の部材から回転入力を受けて
両部材間の相対移動速度を制御する回転ダンパにおい
て、前記回転入力を受けるべく設けられた回転軸と、該
回転軸の少なくとも一端を突出させて該回転軸を回転自
在に囲繞する筒状のケーシングと、該ケーシングの内面
と前記回転軸とに係合し該回転軸の回転に連動して前記
ケーシング内を移動する、開口を有する壁部材と、前記
ケーシング内の空間に充填された粘性流体物質とを備
え、前記開口を介した前記粘性流体物質の通過時の抵抗
力に基づいてダンパ作用を生ずるべく構成されたことを
特徴とする。

【００１０】

【作用】外部からの回転入力を受けて回転軸が回転しよ
うとすると、その回転に連動して壁部材がケーシング内
を移動しようとする。その際、ケーシング内には粘性流
体物質が充填されているので、壁部材がケーシング内を
自由に移動することはできず、粘性流体物質が壁部材に
よって仕切られたケーシング内の一方の領域から他方の
領域へ壁部材の開口を抵抗力を生じながら徐々に通過す
るにつれ、その通過量に応じた速度で壁部材が移動可能
となる。このように壁部材の移動速度が制御されること
により、回転軸の回転速度が制御され、その結果、２つ
の部材間の相対移動速度も制御される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本発明の一実
施例の回転ダンパＤをその回転軸に垂直な平面で切断し
た場合の断面図と上記回転軸に沿った平面で切断した場
合の断面図である。同図に示すように、一端部の開放さ
れた円筒状のケーシング３１にキャップ３２が上記一端
部を塞ぐように嵌合され、その内部には、外部からの回
転入力を受ける回転軸３３がその一端をキャップ３２の
中央の開口を介して外部へ突出させた状態で矢印Ｂ₁、
Ｂ₂方向に回動自在に支持されている。回転軸３３の周
面には、詳しくは後に述べるが、ケーシング３１内の範
囲で、図２に示すようなラセン状の溝（ラセン部）３４
が形成されている。また、ケーシング３１内には、その
内部空間を二分すべく円板状の壁部材３５が配置され、
この壁部材３５は、上記溝３４と係合すると共に、ケー
シング３１の内壁に矢印Ｃ₁、Ｃ₂方向に沿って設けら
れた直線状のリブ３６とも係合し、回転軸３３の矢印Ｂ
₁、Ｂ₂方向への回転に連動して矢印Ｃ₁、Ｃ₂方向に
摺動する構成となっている。ケーシング３１内の空間に
は、シリコングリース等の粘性を有する流体物質である
オイル３７が充填され、キャップ３２の上記開口の周縁
にはこれと回転軸３３との隙間からオイル３７が漏れる
のを防止するためのＯリング３８が取り付けられてい
る。

【００１２】回転軸３３に設けられたラセン状の溝３４
は、図２に示すように、矢印Ｂ₁、Ｂ₂方向への回転角
に対応してピッチが変化するよう設定されている。図２
（ｂ）は回転軸３３の周面を平面状に展開させた図であ
り、Ｈは回転軸３３の外周一周分すなわち３６０°に相
当し、Ｇは回転ダンパＤが機器に取り付けたれた場合に
おける回転軸３３の実際の回転角度（機器の開閉角度）
に相当する。溝３４は上記Ｇの範囲で設けられており、
この溝３４と係合した壁部材３５は、回転軸３３の回転
に応じて溝３４の一端部３４ａから他端部３４ｂへかけ
ての移動が可能となる（壁部材３５の有効移動範囲を図
２中にＬとして示す）。その際、溝３４が仮に図２
（ｂ）中に一点鎖線で示されるような直線状に形成され
ているとすると、回転軸３３の回転角に係わらず壁部材
３５の移動率が一定となるが、本実施例では上記直線
（一点鎖線）よりも一方の側へ湾曲したラセン状となっ
ているため、回転軸３３の回転角に応じて壁部材３５の
移動率が変化する。すなわち、例えば壁部材３５が矢印
Ｂ₁方向に一定速度で回転する場合を考えると、壁部材
３５は溝３４の一方の端部３４ｂ側から他方の端部３４
ａ側へかけて矢印Ｃ₁方向に移動することになるが、こ
の際、壁部材３５が端部３４ａ側へ近づく程その移動速
度が増してくることになる。

【００１３】また、壁部材３５には、図１（ａ）に示す
ように複数（ここでは一例として３個、もちろん１個で
もよい）の開口３９が設けられ、更に図１（ｂ）に示す
ように各開口３９の矢印Ｃ₁方向側の近傍には、この開
口３９よりも小サイズの開口４０を有する弁４１がその
一端を支点として開閉自在に設けられている。回転軸３
３の矢印Ｂ₂方向への回転に伴い壁部材３５が矢印Ｃ₂
方向へ移動する時は、図３（ａ）に示すように弁４１が
開き、オイル３７が２つの開口３９及び４０を介して矢
印で示すように大量に移動し、一方、回転軸３３の矢印
Ｂ₁方向への回転に伴い壁部材３５が矢印Ｃ₁方向へ移
動する時は、図３（ｂ）に示すように弁４１が閉じたま
まとなり、オイル３７は小さな開口４０のみを介して矢
印で示すように少量ずつ移動する。すなわち、弁４１
は、オイル３７の通過する開口の開口率を壁部材３５の
移動方向に応じて異なるよう変化させる調整弁として働
き、その開口率の変化に伴い、オイル３７が壁部材３５
の開口を通過する時の抵抗力も図３（ａ）の場合は小さ
く、図３（ｂ）の場合は大きくなる。

【００１４】このことから、壁部材３５は矢印Ｃ₂方向
にはほとんど抵抗を受けずに移動可能となり、逆に矢印
Ｃ₁方向には大きな抵抗を受けつつ移動することになる
ので、回転ダンパＤは回転軸３３に伝達される矢印Ｂ₁
方向の回転動作に対してのみ上記オイル３７の開口通過
時の抵抗力に基づくダンパ作用を発揮する、所謂ワンウ
ェイ機能を有することになる。しかも、上記ダンパ作用
の強さ（すなわちオイル３７が壁部材３５の開口を通過
する際の抵抗率）は、上述の溝３４のラセン形状に従
い、回転軸３３の回転角に対応して変化する。

【００１５】以上の構成からなる本実施例の回転ダンパ
Ｄを、図４及び図５に示すようなプリンタ装置の機体開
閉機構に適用したものを、図６に示す。この機体開閉機
構は、図４に示すように機体本体が第１の部材としての
下部機体Ｍ₁と第２の部材としての上部機体Ｍ₂とに分
割されたものに適用されたものであり、機体本体の一端
部の支持軸５１を支点に下部機体Ｍ₁に対し上部機体Ｍ
₂をシェルオープン式に開閉自在に連結すると共に、上
部機体Ｍ₂と一体となって回転する上記支持軸５１を、
図６に示すように回転ダンパＤの回転軸３３と同軸かつ
一体とし（何らかの形で連結したものであってもよ
い）、かつ回転ダンパＤのケーシング３１を下部機体Ｍ
₁のフレームに固定することにより、上部機体Ｍ₂の閉
成動作時の衝撃を低減するように構成したものである。

【００１６】以下、上部機体Ｍ₂の開閉時における回転
ダンパＤの作用について述べる。まず、上部機体Ｍ₂を
完全に開いた状態（図４に二点鎖線で示す位置）から閉
成しようとすると、図１において、回転ダンパＤの回転
軸３３（支持軸５１と一体）が矢印Ｂ₁方向へ回転を開
始し、この回転に伴い壁部材３５が矢印Ｃ₁方向へ移動
を開始する。ここで、機体側では、図７に示すように、
上部機体Ｍ₂の開閉角度θが大きくなるに従い、上部機
体Ｍ₂を矢印Ｂ₁方向へ回転させようとする力Ｆ（上部
機体Ｍ₂の重量をＷとすると、Ｆ＝Ｗ・ｓｉｎθ）も大
きくなっていく。一方、回転ダンパＤ側では、上部機体
Ｍ₂の開閉角度θに対応して回転軸３３が矢印Ｂ₁方向
へ徐々に回転していき、それに従い壁部材３５が矢印Ｃ
₁方向へ移動するにつれ、上述のようにオイル３７が壁
部材３５の開口（この場合は弁４１の開口４０）を通過
する際の抵抗率がラセン形状の溝３４に基づき徐々に大
きい値に変化し、これに伴い回転軸３３の回転トルクも
大きくなっていく。これらのことから、上部機体Ｍ₂を
徐々に閉じていくと、上部機体Ｍ₂を回転させようとす
る力Ｆも徐々に大きくなり、それに伴い回転ダンパＤの
回転軸３３を回転させようとする力も大きくなるが、こ
れと同時に回転軸３３の回転トルク（すなわち上記の力
Ｆに抵抗する力、或いはダンパ作用の強さ）も徐々に大
きくなるため、上部機体Ｍ₂の閉成動作中、上記の力Ｆ
と上記の回転トルクとがほぼ一定の比率に保持されるこ
とになり、その結果、上部機体Ｍ₂の閉成速度が一定と
なるよう制御され、極めてスムーズな閉成動作が可能と
なる。

【００１７】一方、上部機体Ｍ₂を完全に閉じた状態
（図４に実線で示す位置）から開成しようとすると、図
１において、回転ダンパＤの回転軸３３（支持軸５１）
が矢印Ｂ₂方向へ回転を開始し、この回転に伴い壁部材
３５が矢印Ｃ₂方向へ移動を開始する。この場合、図３
（ａ）に示したように弁４１が開いて、オイル３７の開
口通過時の抵抗が極めて小さくなり、回転軸３３の回転
トルクも非常に小さくなるので、すなわちワンウェイ機
能が働くので、上部機体Ｍ₂は極めて軽い力で開成可能
となる。

【００１８】以上に述べたように、本実施例の回転ダン
パＤによれば、それ自体の構造が図９に示したような従
来の回転ダンパに比べて非常に簡単で、部品点数も少な
くなる。よって、小型かつ低価格化が可能になると共
に、故障率の少ない回転ダンパを実現できる。

【００１９】また、本実施例の回転ダンパＤを上下に開
閉する機体に取り付けた場合は、上部機体Ｍ₂の閉成動
作時にその閉成速度を一定にすべく制御できるので、閉
成動作終了時に上部、下部両機体に加わる衝撃を極力な
くすことができ、安全性及び操作性の著しい向上を図る
ことが可能となる。

【００２０】更に、壁部材３５に調整弁（弁４１）を設
けることでワンウェイ機能を実現できるので、機体閉成
時には上述のような望ましいダンパ作用を得ることがで
き、機体開成時にはダンパ作用を抑えて極めて軽い力で
開成操作が可能となる。

【００２１】なお、上記実施例の回転ダンパＤを機器内
に組み込む場合、図８に示したように下部機体Ｍ₁側に
扇状の固定ギア３を設け、これと噛み合うように、回転
ダンパＤの回転軸３３に連結された回転ギア４を直接係
合させるか、或いは固定ギア３と回転ギア４との間にア
イドルギア（伝達ギア）を介在させるようにしてもよ
い。また、上部機体Ｍ₂側にその回動支点である支持軸
５１（図４）と同心円状のインターナルギアを固定ギア
として配設し、上部機体Ｍ₂側に上記インターナルギア
と噛み合う回転ダンパＤを配設するようにしてもよい。

【００２２】また、もし機体の閉成速度を一定に制御す
ることを特に望まないのであれば、回転軸３３に形成さ
れる溝３４の形状は図２（ｂ）に一点鎖線で示したよう
な直線であってもよい。また、溝３４の形状を適宜変更
することにより、機体の閉成速度を一定に制御するだけ
でなく、例えば閉成初期には速く移動させ閉成終了間際
で遅く移動させたり、逆に回転角度に応じて徐々に回転
トルクが小さくなるように構成する等、各種の速度制御
が可能である。

【００２３】更に、壁部材３５と回転軸３３との係合手
段として、回転軸３３に凹部（溝３４）を設け、壁部材
３５の凸部と係合させるようにしたが、凹凸の関係を逆
に構成することも可能である。また、ケーシング３１や
壁部材３５の形状は上記実施例のような円筒状や円板状
のものである必要はなく、壁部材３５が筒状のケーシン
グ３１内を粘性抵抗を受けながらスムーズに移動可能な
ものであれば、様々なものを採用可能である。

【００２４】加えて、本発明は、図４に示したようなプ
リンタ装置に適用できるだけでなく、上下、左右等に相
対的に移動自在に連結される２つの部材間であれば、同
様に適用可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、従来の回転ダンパに比
べて非常に簡単で、部品点数も少なくでき、よって、小
型かつ低価格化が可能で、故障率も少ない回転ダンパを
実現できる。

【００２６】また、回転軸に所定形状のラセン部を形成
して壁部材と係合させるようにすれば、回転軸の回転角
に応じてその回転トルクを変化させることができ、これ
により上部、下部機体等のような２つの部材間の相対移
動速度を一定に制御できるようになり、安全性及び操作
性の著しい向上を図ることが可能となる。

【００２７】更に、壁部材の開口近傍にその開口率を変
化させる調整弁を設けるようにすれば、一方の回転方向
に対してのみダンパ作用を発揮できるワンウェイ機能を
容易に実現することができ、より一層の操作性の向上が
図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回転ダンパＤを示す図であ
り、（ａ）はその回転軸に垂直な平面で切断した場合の
断面図、（ｂ）は上記回転軸に沿った平面で切断した場
合の断面図である。

【図２】回転軸３３に形成された溝３４を説明するため
の図であり、（ａ）は回転軸３３と壁部材３５との係合
関係を示す図、（ｂ）は回転軸３３の周面を平面状に展
開させた図である。

【図３】壁部材３５に設けられた弁４１の働きを示す図
であり、（ａ）は壁部材３５が矢印Ｃ₂方向へ移動する
場合を示し、（ｂ）は壁部材３５が矢印Ｃ₁方向へ移動
する場合を示す。

【図４】回転ダンパＤを取り付けるプリンタ装置の全体
図である。

【図５】図４に示したプリンタ装置の外観斜視図であ
る。

【図６】プリンタ装置への回転ダンパＤの取り付け例を
示す図であり、（ａ）は回転ダンパＤの取り付けられた
プリンタ装置を正面側から見た図、（ｂ）は同プリンタ
装置を側面側から見た図である。

【図７】プリンタ装置の上部機体Ｍ₂の開閉角度θとそ
れを回転させようとする力Ｆとの関係を示す図である。

【図８】従来の回転ダンパを用いた機体開閉機構を備え
た装置の概略図である。

【図９】従来の回転ダンパの断面図である。

【符号の説明】

３１ケーシング３２キャップ３３回転軸３４溝３５壁部材３６リブ３７オイル３８Ｏリング３９開口４０開口４１弁Ｄ回転ダンパＭ₁ 下部機体Ｍ₂ 上部機体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対的に移動自在に連結される第１、第２
の部材間に配設され、一方の部材から回転入力を受けて
両部材間の相対移動速度を制御する回転ダンパにおい
て、前記回転入力を受けるべく設けられた回転軸と、該回転軸の少なくとも一端を突出させて該回転軸を回転
自在に囲繞する筒状のケーシングと、該ケーシングの内面と前記回転軸とに係合し該回転軸の
回転に連動して前記ケーシング内を移動する、開口を有
する壁部材と、前記ケーシング内の空間に充填された粘性流体物質とを
備え、前記開口を介した前記粘性流体物質の通過時の抵抗力に
基づいてダンパ作用を生ずるべく構成されたことを特徴
とする回転ダンパ。
【請求項２】前記回転軸には前記ケーシング内の範囲で
回転角に対応してピッチの変化するラセン部が形成さ
れ、該ラセン部が前記壁部材と係合しており、前記壁部
材は前記回転軸の回転角に応じて移動率が変化し、移動
の際前記開口を介した前記粘性流体物質の通過による抵
抗率が変化することを特徴とする請求項１記載の回転ダ
ンパ。
【請求項３】前記壁部材の開口近傍に設けられ、前記開
口の開口率を前記壁部材の移動方向に応じて異なる開口
率に変化させる調整弁を備えることを特徴とする請求項
１又は２記載の回転ダンパ。