JP2013181640A - ロータリダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】軽量でかつ小型なロータリダンパを提供することである。
【解決手段】本発明の課題解決手段は、シャフト１と、シャフト１を周方向への回転を許容しつつ軸支する一対のサイドパネル２，３と、これらのサイドパネル２，３間に設けられて内部に作動室Ｒを形成するケース４と、シャフト１に設けられて先端がケース４の内周に摺接して作動室Ｒを一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とに区画するベーン５とを備えたロータリダンパＤにおいて、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２を行き来する液体の流れに抵抗を与える減衰バルブＶをシャフト１内に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータリダンパの改良に関する。

従来、ロータリダンパにあっては、シャフトと、上記シャフトを周方向への回転を許容しつつ軸支する一対のサイドパネルと、これらのサイドパネルで挟持されて内部に作動室を形成するケースと、上記シャフトに設けられて上記作動室を一方室と他方室とに区画するベーンとを備えて構成されている。

そして、ロータリダンパは、たとえば、シャフトに外部から回転力が加わると、シャフトの回転に伴ってベーンが作動室内で移動して一方室を縮小し、他方室を拡大するよう動作し、縮小される一方室から拡大される他方室へ移動する油の流れに減衰弁で抵抗を与えることで、シャフトの回転を抑制する減衰力を発揮するようになっている（特許文献１、２参照）。

特開平１１−８２５９３号公報 特開平１１−３４４０６６号公報

このようなロータリダンパは、上記したように、減衰力を発生するために減衰弁を備えているが、特許文献１のロータリダンパにあっては、作動室を形成するケースの側方に二つの減衰弁を横方向に並べて配置し、特許文献２のロータリダンパにあっては、円盤状のケースの作動室間を仕切る隔壁部に二つの貫通孔を設けてこの貫通孔にそれぞれ対応する減衰弁を収容するようになっている。

したがって、特許文献１のロータリダンパでは、ケースの側方に減衰弁を設けているために、ロータリダンパが大型となってしまい、重量が重くなるとともに車両等の制振対象への搭載性が損なわれる。

また、特許文献２のロータリダンパでは、減衰弁がケースの作動室間を仕切る隔壁部に設けられているために、シャフトの揺動可能範囲が圧迫されるため、これを充分に確保しようとすると、ケースの外径を大きくしなければならないために、特許文献１のロータリダンパと同様に大型化してしまい、重量が重くなるとともに車両等の制振対象への搭載性が損なわれる。

そこで、本発明は、上記した不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、軽量でかつ小型なロータリダンパを提供することである。

上記した課題を解決するために、本発明の課題解決手段は、シャフトと、上記シャフトを周方向への回転を許容しつつ軸支する一対のサイドパネルと、これらのサイドパネル間に設けられて内部に作動室を形成するケースと、上記シャフトに設けられて先端が上記ケースの内周に摺接して上記作動室を一方室と他方室とに区画するベーンとを備えたロータリダンパにおいて、上記一方室と上記他方室を行き来する液体の流れに抵抗を与える減衰バルブを上記シャフト内に設けたことを特徴とする。

上述のように、このロータリダンパは、シャフトの回転に伴って、シャフトの回転を抑制する減衰力を発揮するのであるが、一方室と他方室を行き来する液体の流れに抵抗を与える減衰バルブをシャフト内に設けたので、減衰バルブをケースの側方に設けたりシャフトの揺動可能範囲を圧迫する箇所へ設けたりせずとも良くなる。

それゆえ、本発明のロータリダンパによれば、ロータリダンパを小型化することができるとともに軽量化するができる。

一実施の形態におけるロータリダンパの縦断面図である。 一実施の形態におけるロータリダンパの横断面図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１および図２に示すように、一実施の形態におけるロータリダンパＤは、シャフト１と、上記シャフトを周方向への回転を許容しつつ軸支する一対のサイドパネル２，３と、これらのサイドパネル２，３間に設けられて内部に作動室Ｒを形成する筒状のケース４と、シャフト１に設けられて先端がケース４の内周に摺接して作動室Ｒを一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とに区画するベーン５と、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２を行き来する液体の流れに抵抗を与える減衰バルブＶとを備えて構成されている。そして、このロータリダンパＤは、シャフト１をケース４に対して周方向へ回転させると、このシャフト１の回転を抑制する減衰力を発揮する。

以下、このロータリダンパＤの各部について詳細に説明する。まず、シャフト１は、内部に中空部１ａを持つ筒状とされており、先端外周に設けられて図示しない継手等への連結を可能とするセレーション１ｂと、外径が他部よりも大径とされる拡径部１ｃと、当該拡径部１ｃの外周であって周方向に１８０度の位相をもって設けた一対のベーン５，５と、拡径部１ｃのベーン５，５間の側部から開口して中空部１ａに通じる四つの通孔１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇとを備えている。なお、上記したところでは、図外の継手等への連結のためにセレーション１ｂを設けているが、接続方法はこれに限定されない。なお、中空部１ａの内径は、シャフト１の図１中右端側が拡径されており、途中に段部１ｈが設けられ、中空部１ａの図１中右端内周には螺子部１ｉが設けられている。

シャフト１の図１中左端には、有底筒状のキャップ３０が螺着されている。このキャップ３０は、シャフト１の左端を閉塞しており、底部を貫通する螺子孔３０ａを備えている。また、螺子孔３０ａには、弁３１が螺着されている。そして、シャフト１内には、つまり、中空部１ａには、摺動隔壁３２が摺動自在に挿入されている。この摺動隔壁３２は、中空部１ａ内であって当該摺動隔壁３２よりも図１中左方側に気室Ｇを区画していて、中空部１ａ内を軸方向である図１中左右方向へ移動することで気室Ｇの容積を増減できるようになっている。この気室Ｇには、弁３１を介して外部から気体を充填することができるようになっている。

さらに、シャフト１内である中空部１ａの摺動隔壁３２より図１中右方には、減衰バルブＶが収容されている。減衰バルブＶは、中空部１ａ内に挿入されて当該中空部１ａ内に一方室Ｒ１に連通される一方側バルブ室Ａと他方室Ｒ２に連通される他方側バルブ室Ｂとを画成する隔壁部材３３と、隔壁部材３３の他方側バルブ室Ｂ側に設けられる一方側弁体としての一方側リーフバルブ３４と、隔壁部材３３の一方側バルブ室Ａ側に設けられる他方側弁体としての他方側リーフバルブ３５と、これらを一体化するロッド３６とを備えて構成されている。

また、ロッド３６には、中空部１ａの内周に嵌合する仕切部材３７が装着されるとともに、減衰バルブＶを中空部１ａ内の所定位置に固定するためのホルダ部材３８が装着されている。

中空部１ａ内の仕切部材３７よりも図１中左方側の空間は、上記摺動隔壁３２によって、液室Ｌと気室Ｇとに区画されている。また、仕切部材３７とホルダ部材３８との間に隔壁部材３３が配置され、この隔壁部材３３によって一方側バルブ室Ａと他方側バルブ室Ｂが画成されている。この場合、仕切部材３７と隔壁部材３３の間にこれら仕切部材３７と隔壁部材３３によって中空部１ａ内に一方側バルブ室Ａが形成され、隔壁部材３３とホルダ部材３８の間にこれら隔壁部材３３とホルダ部材３８によって中空部１ａ内に他方側バルブ室Ｂが形成される。一方側バルブ室Ａは、通孔１ｄ，１ｅを介して一方室Ｒ１に連通されている。他方側バルブ室Ｂは、通孔１ｆ，１ｇを介して他方室Ｒ２に連通されている。

以下、減衰バルブＶとロッド３６に組み付けられる各部材について詳細に説明すると、隔壁部材３３は、円盤状であってロッド３６が挿通される挿通孔３３ａと、一方側バルブ室Ａと他方側バルブ室Ｂとを連通する一方側ポート３３ｂと他方側ポート３３ｃとを備え、外周には中空部１ａの内周に密着して一方側バルブ室Ａと他方側バルブ室Ｂとが隔壁部材３３の外周を通じて連通してしまうことを防止するシールリング４４が装着されている。

隔壁部材３３の一方側バルブ室Ａ側には、環状の他方側リーフバルブ３５が積層されており、この他方側リーフバルブ３５は、ロッド３６の外周に装着されていて、他方側ポート３３ｃの図１中左端側開口を閉塞している。この他方側リーフバルブ３５は、ロッド３６の外周に内周側が固定されているので、外周側の撓みが許容されており、他方側バルブ室Ｂの圧力が一方側バルブ室Ａの圧力を上回り両者の差圧が開弁圧に達すると撓んで他方側ポート３３ｃを開放し液体の通過を許容しつつ、この液体の流れに抵抗を与える。他方側リーフバルブ３５は、他方側バルブ室Ｂの圧力が一方側バルブ室Ａの圧力を下回る状況では、隔壁部材３３側へ押しつけられて他方側ポート３３ｃを閉塞する。よって、他方側ポート３３ｃは、他方側リーフバルブ３５によって、他方側バルブ室Ｂから一方側バルブ室Ａへ向かう液体の流れのみを許容する一方通行のポートに設定されている。

隔壁部材３３の他方側バルブ室Ｂ側には、環状の一方側リーフバルブ３４が積層されており、この一方側リーフバルブ３４は、ロッド３６の外周に装着されていて、一方側ポート３３ｂの図１中右端側開口を閉塞している。この一方側リーフバルブ３４は、ロッド３６の外周に内周側が固定されているので、外周側の撓みが許容されており、一方側バルブ室Ａの圧力が他方側バルブ室Ｂの圧力を上回り両者の差圧が開弁圧に達すると撓んで一方側ポート３３ｂを開放し液体の通過を許容しつつ、この液体の流れに抵抗を与える。一方側リーフバルブ３４は、一方側バルブ室Ａの圧力が他方側バルブ室Ｂの圧力を下回る状況では、隔壁部材３３側へ押しつけられて一方側ポート３３ｂを閉塞する。よって、一方側ポート３３ｂは、一方側リーフバルブ３４によって、一方側バルブ室Ａから他方側バルブ室Ｂへ向かう液体の流れのみを許容する一方通行のポートに設定されている。

なお、一方側リーフバルブ３４および他方側リーフバルブ３５は、ともに、環状板を複数枚積層して構成される積層リーフバルブとされているが、環状板の枚数は任意であり、ロータリダンパＤに望まれる減衰特性によっては、一枚の環状板のみで構成されてもよい。

また、一方側弁体および他方側弁体は、リーフバルブ以外の弁体とされてもよく、たとえば、ポペット弁やニードル弁といった弁体を利用することも可能であるし、減衰バルブＶをオリフィスやチョークと言った弁体を必要としないバルブとしてもよい。なお、一方側弁体および他方側弁体をリーフバルブ３４，３５とすることで、ポペット弁やニードル弁といった弁体を採用する場合に比較して、減衰バルブＶの全長を短くすることができるとともに、リーフバルブ３４，３５を構成する環状板の板厚や積層枚数の変更によって容易にロータリダンパＤの減衰特性をチューニングすることができるという利点がある。

つづいて、仕切部材３７は、円盤状であってロッド３６が挿通される挿通孔３７ａと、一方側バルブ室Ａと液室Ｌとを連通するオリフィス通路３７ｂとを備え、外周には中空部１ａの内周に密着して一方側バルブ室Ａと液室Ｌとが仕切部材３７の外周を通じて連通してしまうことを防止するシールリング４５が装着されている。

ホルダ部材３８は、環状であって、この実施の形態にあっては、ロッド３６の外周に装着される環状部３８ａと、環状部３８ａの外周に設けられて中空部１ａの内周に嵌合する嵌合部３８ｂと、当該嵌合部３８ｂの外周に設けた大径部３８ｃとを備えて構成され、嵌合部３８ｂの外周に他方側バルブ室Ｂと中空部１ａ内のホルダ部材３８よりも図１中右方とがこのホルダ部材３８の外周を通じて連通してしまうことを防止するシールリング４６が装着されている。なお、嵌合部３８ｂの外径は中空部１ａの小径側の内周に嵌合可能な径に設定されるとともに、大径部３８ｃの外径は中空部１ａの大径側の内周に嵌合可能な径に設定されている。

ロッド３６は、筒状であって基端にフランジ３６ａを備え、先端外周に螺子部３６ｂが設けられている。そして、このロッド３６の外周に、仕切部材３７、他方側リーフバルブ３５、隔壁部材３３、一方側リーフバルブ３４およびホルダ部材３８を組み付けるとともに、ロッド３６の先端の螺子部３６ｂにバルブナット３９を螺着すると、ロッド３６の外周に組み付けられて各部材はフランジ３６ａとバルブナット３９とで挟持されてロッド３６と一体化されて固定される。

このように減衰バルブＶを構成する部材はロッド３６に固定されてアッセンブリ化されると、中空部１ａの図１中右端側からロッド３６の基端を中空部１ａの内方へ向けて挿入され、ホルダ部材３８の大径部３８ｃの図１中左端が中空部１ａの段部１ｈに当接するまで中空部１ａ内へ押し込まれる。このように中空部１ａ内にアッセンブリ化された減衰バルブＶを収容してから、中空部１ａの右端に設けた螺子部１ｉに外周螺子ナット４０を螺着し、外周螺子ナット４０と段部１ｈとでホルダ部材３８の大径部３８ｃを挟持することで、ホルダ部材３８がシャフト１に固定される。このようにホルダ部材３８がシャフト１に固定されると、ホルダ部材３８がロッド３６を保持する格好となり、減衰バルブＶの構成部材および仕切部材３７がシャフト１に固定される。なお、ホルダ部材３８の形状は上記した形状に限定されるものではなく、シャフト１の中空部１ａの内周に固定可能であれば上記以外の形状とされてもよいことは当然である。なお、ロッド３６は筒状となっているので、液室Ｌはロッド３６内を介して中空部１ａ内であってホルダ部材３８より右方の空間に連通される。

サイドパネル２は、この実施の形態の場合、ケース４に円盤状のプレート６を介して積層されてケース４の図１中左端を閉塞するようになっており、詳しくは、筒状でシャフト１の図１中左端側が挿通されるシャフト保持部２ａと、シャフト保持部２ａの図１中右端外周に設けたフランジ部２ｂと、フランジ部２ｂに同一円周上に間隔を開けて設けた複数のボルト挿通孔２ｃとを備えている。また、シャフト保持部２ａの内周には、シャフト１の図１中左端側に摺接する筒状のベアリング１１が装着され、同じくシャフト保持部２ａの内周であってこのベアリング１１よりも図１中左方となる反ケース４側にはシャフト１の外周に摺接する環状のＵパッキン１３と環状のダストシール１４とがそれぞれ装着されている。

Ｕパッキン１３は、シャフト１の外周に密着してシャフト１とサイドパネル２との間をシールし、サイドパネル２の図１中最左方である最外方に設けたダストシール１４は、シャフト１とサイドパネル２との間へ外方からの塵や埃の侵入を防止している。さらに、フランジ部２ｂのケース４側には、Ｏリング１５が装着されており、このＯリング１５は、プレート６に密着して、サイドパネル２とプレート６との間をシールしている。

他方、サイドパネル３は、この実施の形態の場合、円盤状であってケース４に円盤状のプレート７を介して積層されてケース４の図１中右端を閉塞するようになっており、詳しくは、シャフト１の図１中右端が挿入される凹状のシャフト保持部３ａと、シャフト保持部３ａの図１中左端外周に設けたフランジ部３ｂと、フランジ部３ｂに同一円周上に間隔を開けて設けた複数のボルト挿通孔３ｃと、図１中外周から開口してシャフト保持部３ａ内に通じるパネル側注入口３ｄとを備えている。また、パネル側注入口３ｄにおけるサイドパネル３の外周に開口する開口端３ｅには、当該パネル側注入口３ｄを密に栓するプラグ４１が螺着されている。

このサイドパネル３は、シャフト１の図１中右端開口端を蓋しており、中空部１ａのホルダ部材３８よりも図１中右方側の空間が閉鎖空間とされている。当該空間は、ロッド３６の内部を介して液室Ｌに通じており、サイドパネル３で閉鎖することで、当該空間が副液室Ｌｓとして機能する。そして、副液室Ｌｓは、上記したパネル側注入口３ｄを介してロータリダンパＤ外へ通じており、このパネル側注入口３ｄを利用してロータリダンパＤ外から液体を注入すると、副液室Ｌｓとこれに連通される液室Ｌ内に液体を充填することができる。なお、仕切部材３７にはオリフィス通路３７ｂが設けられているので、オリフィス通路３７ｂを介して一方側バルブ室Ａへ、さらには、一方側ポート３３ｂを介して他方側バルブ室Ｂへ液体の充填が可能である。

また、シャフト保持部３ａの内周には、シャフト１の図１中右端外周に摺接する筒状のベアリング１６が装着され、同じくシャフト保持部３ａの内周であってこのベアリング１６よりも図１中右方となる反ケース４側にはシャフト１の外周に摺接する環状のＵパッキン１８が装着されている。なお、サイドパネル３は、シャフト保持部３ａが外部へ開放されていないのでダストシールは設けられていないが、シャフト保持部３ａが外部へ開放されてシャフト１の右端を外方へ突出させるのであれば、ダストシールを設けることもできる。さらに、サイドパネル３のケース４側には、Ｏリング１９が装着されており、このＯリング１９は、サイドパネル３とプレート７との間をシールしている。これらサイドパネル２，３は、たとえば、アルミニウムといった軽量な材料で形成されており、ロータリダンパＤの全体重量を軽減している。

プレート６，７は、サイドパネル２，３よりも薄肉の円板状とされていて、中央にシャフト１の挿通を許容するシャフト挿通孔６ａ，７ａと、サイドパネル２，３の各ボルト挿通孔２ｃ，３ｃに符合する位置に設けた複数のボルト挿通孔６ｂ，７ｂとを備えて構成されている。プレート６，７は、ベーン５に摺接してサイドパネル２，３を保護するために設けられている。したがって、プレート６，７の耐摩耗性の観点から、プレート６，７のベーン５側面を耐摩耗性に優れる材料で作るとよく、具体的には、たとえば、プレート６，７の全体を高硬度の材料で形成してもよいし、プレート６，７のベーン５と接触する表面（摺動面）にメッキや、ダイヤモンドライクカーボン皮膜を形成したり、表面にガス軟窒化処理、熱処理やシリコン添付処理を施して、表面の耐摩耗性を高くするようにしてもよい。なお、プレート６，７を設けずにケース４に直接サイドパネル２，３を積層するようにしてもよい。

ケース４は、筒状であって内部に作動室Ｒを形成する本体２０と、本体２０の図１中左端側にサイドパネル２の各ボルト挿通孔２ｃに符合する位置に設けた複数の螺子孔２１と、本体２０の図１中右端側にサイドパネル３の各ボルト挿通孔３ｃに符合する位置に設けた複数の螺子孔２２と、本体２０の内外を連通するケース側注入口２３，２４とを備えて構成されている。

ケース４の図１中左方には、順に、プレート６、サイドパネル２が積層されて、ボルト挿通孔２ｃ，６ｂに通したボルト２５を螺子孔２１に螺着することで、これらが一体化される。また、ケース４の図１中右方には、順に、プレート７、サイドパネル３が積層されて、ボルト挿通孔３ｃ，７ｂに通したボルト２６を螺子孔２２に螺着することで、これらが一体化される。なお、ボルト２５，２６は、強度上要求される数を用いればよく、ボルト２５，２６の数に対応する数のボルト挿通孔２ｃ，３ｃ，６ｂ，７ｂおよび螺子孔２１，２２を設ければよい。

そして、ケース４内にシャフト１を挿通しつつ、ケース４に上述のようにしてプレート６，７、サイドパネル２，３を取り付けると、ケース４内は密閉されて二つの扇状の作動室Ｒを形成する。また、シャフト１に設けたベーン５の先端は、ケース４の内周に摺接し、二つの作動室Ｒは、このベーン５によって、それぞれ、部屋Ｃ１と部屋Ｃ２とに区画され、たとえば、作動油等の液体が封入される。なお、ケース４の本体２０の図１中左右端には、作動室Ｒの外周を取り巻くＯリング２７，２８が装着されていて、ケース４とプレート６，７との間がシールされ、作動室Ｒが密閉される。

部屋Ｃ１は、図２では、シャフト１の軸から見てベーン５の左側に区画され、部屋Ｃ２は、シャフト１の軸から見てベーン５の右側に区画されており、シャフト１が図２中で時計回りに回転する場合、ベーン５によって各部屋Ｃ１が拡大されるとともに各部屋Ｃ２が縮小され、反対に、シャフト１が図２中で反時計回りに回転する場合、ベーン５によって各部屋Ｃ１が縮小されるとともに各部屋Ｃ２が拡大されるようになっている。

そして、シャフト１の回転に伴って容積がともに拡大或いは縮小される部屋Ｃ１同士をシャフト１の通孔１ｄ，１ｅおよび一方側バルブ室Ａを介して連通してこれらを一方室Ｒ１とし、同じく、シャフト１の回転に伴って容積がともに拡大或いは縮小される部屋Ｃ２同士をシャフト１の通孔１ｆ，１ｇおよび他方側バルブ室Ｂを介して連通してこれらを他方室Ｒ２としてある。これら一方室Ｒ１と他方室Ｒ２は上述したところから理解できるように、ベーン５によって区画される。また、通孔１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇの開口位置は、シャフト１が回転しても一方室Ｒ１同士が通孔１ｄ，１ｅによって連通状態に維持されようベーン５の付根に設けてあり、通孔１ｆ，１ｇの開口位置もまた、シャフト１が回転しても他方室Ｒ２同士が連通孔１ｆ，１ｇによって連通状態に維持されるようベーン５の付根に設けてある。

なお、ベーン５は、この実施の形態では、先端に円弧状面を備えており、サイドパネル２側となる図１中左端、先端およびサイドパネル３側となる図１中右端にかけて、コ字状のシール１０が装着されており、このシール１０は、ケース４、プレート６，７に摺接してベーン５、ケース４とプレート６，７の間をシールしている。また、ケース４の本体２０の内周であってシャフト１の拡径部１ｃの外周に摺接する部位と本体２０の左右端にかけてコ字状のシール２９が装着されている。また、プレート６の内周には、シャフト挿通孔６ａの側壁とシャフト１の拡径部１ｃの双方に摺接して、プレート６とシャフト１との間をシールするサイドシール１２が設けられており、さらに、プレート７の内周には、シャフト挿通孔７ａの側壁とシャフト１の拡径部１ｃの双方に摺接して、プレート７とシャフト１との間をシールするサイドシール１７が設けられている。そして、シール２９、ベーン５に設けたシール１０、プレート６，７の内周に装着されるサイドシール１２，１７、Ｏリング２７，２８で一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とが減衰バルブＶを介さずに互いに連通することがないようにシールされている。

また、ケース側注入口２３は、部屋Ｃ１に通じており、一方室Ｒ１へケース４外から液体を注入することができるようになっている。このケース側注入口２３のケース４の外周に開口する開口端２３ａには、当該ケース側注入口２３を密に栓するプラグ４２が螺着されている。ケース側注入口２４は、部屋Ｃ２に通じており、他方室Ｒ２へケース４外から液体を注入することができるようになっている。このケース側注入口２４のケース４の外周に開口する開口端２４ａには、当該ケース側注入口２４を密に栓するプラグ４３が螺着されている。ケース側注入口２３，２４の上記開口端２３ａ，２４ａおよびパネル側注入口３ｄの開口端３ｅは、ロータリダンパＤを図１に示すように、シャフト１を地面に対して水平となるように横置きした際に、全てが上方を向くようになっており、横置き時における作動室Ｒの上端よりも各開口端２３ａ，２４ａ，３ｅの上端が上方に配置されるようになっていて、ケース側注入口２３，２４およびパネル側注入口３ｄから液体をロータリダンパＤ内へ注入し、これらをプラグ４１，４２，４３で栓すれば、ロータリダンパＤの一方室Ｒ１、他方室Ｒ２、一方側バルブ室Ａ、他方側バルブ室Ｂ、液室Ｌおよび副液室Ｌｓに気体を混入させることなく簡単に液体を注入することができる。また、液体の排出もケース側注入口２３，２４およびパネル側注入口３ｄを介して行うことができるので、液体の交換も容易である。

なお、一方側バルブ室Ａと一方室Ｒ１とは通孔１ｄ，１ｅで連通され、他方側バルブ室Ｂと他方室Ｒ２とは通孔１ｆ，１ｇで連通され、一方側バルブ室Ａと他方側バルブ室Ｂとは一方側ポート３３ｂおよび他方側ポート３３ｃとで連通され、一方側バルブ室Ａと液室Ｌとがオリフィス通路３７ｂで連通され、液室Ｌと副液室Ｌｓとはロッド３６内を通じて連通されているので、上記ケース側注入口２３，２４とパネル側注入口３ｄのうちいずれか一つのみを設けるだけでもロータリダンパＤ内へ液体を注入することができる。しかし、一方側ポート３３ｂおよび他方側ポート３３ｃは各リーフバルブ３４，３５が設けてあって一方側バルブ室Ａから他方側バルブ室Ｂへ、或いは他方側バルブ室Ｂから一方側バルブ室Ａへ液体を移動させるのに時間がかかり、また、液室Ｌから一方側バルブ室Ａへ、或いは、一方側バルブ室Ａから液室Ｌへ液体が移動するにはオリフィス通路３７ｂを通過しなければならず、通過に時間がかかるので、ケース側注入口２３，２４とパネル側注入口３ｄの全部を設けて液体を注入するようにすることで、液体注入作業時間が短くなるとともに、一方室Ｒ１、他方室Ｒ２、一方側バルブ室Ａ、他方側バルブ室Ｂ、液室Ｌおよび副液室Ｌｓへの気体の残留を確実に防止することができる。

つづいて、上記のように構成されたロータリダンパＤの作動について説明する。シャフト１が図２中反時計回りに回転して、ベーン５が一方室Ｒ１を圧縮すると、一方室Ｒ１内の圧力が上昇して一方側リーフバルブ３４が撓んで一方側ポート３３ｂを開放するので、一方室Ｒ１から押し出される液体は、一方側バルブ室Ａ、一方側ポート３３ｂおよび他方側バルブ室Ｂを介して他方室Ｒ２へ流入する。そして、液体が一方側ポート３３ｂを通過する際に、液体の流れに一方側リーフバルブ３４が抵抗を与えることで一方室Ｒ１と他方室Ｒ２の圧力に差圧を生じせしめることで、ロータリダンパＤは、シャフト１の上記回転を抑制する減衰力を発揮する。反対に、シャフト１が図２中時計回りに回転して、ベーン５が他方室Ｒ２を圧縮すると、他方室Ｒ２内の圧力が上昇して他方側リーフバルブ３５が撓んで他方側ポート３３ｃを開放するので、他方室Ｒ２から押し出される液体は、他方側バルブ室Ｂ、他方側ポート３３ｃおよび一方側バルブ室Ａを介して一方室Ｒ１へ流入する。そして、液体が他方側ポート３３ｃを通過する際に、液体の流れに他方側リーフバルブ３５が抵抗を与えることで他方室Ｒ２と一方室Ｒ１の圧力に差圧を生じせしめることで、ロータリダンパＤは、シャフト１の上記回転を抑制する減衰力を発揮する。

また、ロータリダンパＤ内の液体の温度変化によって液体の体積が変化する場合、摺動隔壁３２が中空部１ａ内で軸方向へ移動して気室Ｇの容積を増減させることで、上記液体の体積変化を補償するようになっており、この場合、補償手段は、中空部１ａ内に摺動自在に挿入される摺動隔壁３２と、この摺動隔壁３２で画成する気室Ｇおよび液室Ｌとで構成されている。より詳細には、液体の体積変化が生じる場合、一方室Ｒ１、他方室Ｒ２、一方側バルブ室Ａおよび他方側バルブ室Ｂ内で体積が変化した分、液体が過剰となるか不足するため、摺動隔壁３２が体積変化見合いで中空部１ａ内を移動することで、液体が過剰となる場合には過剰分の液体が一方室Ｒ１、他方室Ｒ２、一方側バルブ室Ａおよび他方側バルブ室Ｂから液室Ｌに排出され、液体が不足する場合には、不足分の液体が液室Ｌから一方室Ｒ１、他方室Ｒ２、一方側バルブ室Ａおよび他方側バルブ室Ｂへ供給されることになる。なお、気室Ｇ内の圧力は、液室Ｌを介して一方室Ｒ１、他方室Ｒ２、一方側バルブ室Ａおよび他方側バルブ室Ｂへ伝播するので、気室Ｇ内の圧力を高くすることで液体の見掛け上の剛性が高くなって、ロータリダンパＤは、応答性よく減衰力を発揮することができる。

なお、この実施の形態では、流量が同じであれば、一方側リーフバルブ３４が液体の流れに与える抵抗よりも他方側リーフバルブ３５が液体の流れに与える抵抗を大きくしており、ロータリダンパＤは、シャフト１の回転速度の絶対値が同じであれば、他方室Ｒ２をベーン５が圧縮する際の減衰力は、一方室Ｒ１をベーン５が圧縮する際の減衰力よりも大きくなるように設定されている。つまり、このロータリダンパＤの場合、一方室Ｒ１が圧縮される際の一方室Ｒ１内の圧力と他方室Ｒ２が圧縮される際の他方室Ｒ２内の圧力とを比較すると、一方室Ｒ１より他方室Ｒ２の方がより高圧になりやすく、一方室Ｒ１は他方室Ｒ２より低圧になりやすい。

このように、回転速度の絶対値が同じ場合であってもシャフト１の回転方向によってロータリダンパＤが発生する減衰力を異なるように設定する場合、液室Ｌを低圧になりやすい一方室Ｒ１に一方側ダンパ室Ａを通じて連通されるようになっているので、高圧になりやすい他方室Ｒ２が圧縮される際に他方室Ｒ２内の圧力が液室Ｌへ逃げてしまうことがないので、他方室Ｒ２が圧縮される際にロータリダンパＤが高減衰力を発揮すべき状況にもかかわらず、他方室Ｒ２の圧力が逃げて期待される減衰力に満たない減衰力しか発揮できない事態となってしまうことがない。ロータリダンパＤを車両のサスペンションへ組み込んで、車両の車体と車軸とが離間する際と接近する際に減衰力をこのような相対運動を抑制しようとする場合、一般的に、ロータリダンパＤは、車体と車軸とが接近する際よりも離間する際に高い減衰力を発揮することが期待されるため、この場合、ロータリダンパＤを車体と車軸とが離間する場合に他方室Ｒ２が圧縮され車体と車軸とが接近する場合に一方室Ｒ１が圧縮されるように取り付けると、液室Ｌへ他方室Ｒ２の圧力が逃げてしまうことがなく、ロータリダンパＤは、期待通りの減衰力を発揮でき、車両のサスペンション用途に最適となる。

上述のように、このロータリダンパＤは、シャフト１の回転に伴って、シャフト１の回転を抑制する減衰力を発揮するのであるが、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２を行き来する液体の流れに抵抗を与える減衰バルブＶをシャフト１内に設けたので、減衰バルブＶをケース４の側方に設けたりシャフト１の揺動可能範囲を圧迫する箇所へ設けたりせずとも良く、ロータリダンパＤを小型化することができるとともに軽量化することができる。また、従来ではデッドスペースであったシャフト１内に減衰バルブＶを設けるので、複雑な構造の減衰バルブＶを使用してもシャフト１の外径や長さに影響を与えることがなく、ロータリダンパＤの大型化を招かずに要求される減衰特性を実現することができる。

また、シャフト１内に上記液体の温度変化による体積変化を補償する補償手段を構成する気室Ｇ、液室Ｌおよび摺動隔壁３２を設けているので、補償手段をケース４の側方に設けたりシャフト１の揺動可能範囲を圧迫する箇所へ設けたりせずとも良く、ロータリダンパＤをより小型化することができる。補償手段は、上記構成に限られず、摺動隔壁３２で液室Ｌと気室Ｇを画成することに代えて、ダイヤフラムやブラダを中空部１ａ内に設けて液室Ｌと気室Ｇを画成するようにしても良い。このようにシャフト１内に補償手段を設けることでロータリダンパＤをより小型化するという効果を得ることができるものの、一方室Ｒ１或いは他方室Ｒ２内にダイヤフラムやブラダを収容して気室を形成して、これを補償手段としてもよい。

また、シャフト１に中空部１ａを設けて、減衰バルブＶを当該中空部１ａ内に挿入されて中空部１ａ内に一方室Ｒ１に連通される一方側バルブ室Ａと他方室Ｒ２に連通される他方側バルブ室Ｂとを画成する隔壁部材３３と、隔壁部材３３に一方側バルブ室Ａと他方側バルブ室Ｂとを連通する一方側ポート３３ｂと他方側ポート３３ｃと、一方側ポート３３ｂを開閉する一方側弁体である一方側リーフバルブ３４と、他方側ポート３３ｃを開閉する他方側弁体である他方側リーフバルブ３５とで構成したので、シャフト１の回転方向で減衰力を発生する減衰力発生源が一方側リーフバルブ３４と他方側リーフバルブ３５で切換り、ロータリダンパＤの回転方向に応じて最適な減衰力を発生することができる。なお、上述したが、一方側弁体と他方側弁体は、リーフバルブ３４，３５以外の弁体としてもよいことは当然である。

さらに、一方側弁体および他方側弁体が環状のリーフバルブ３４，３５であって、一方側リーフバルブ３４および他方側リーフバルブ３５が隔壁部材３３を貫くロッド３６の外周に装着されて当該隔壁部材３３に固定されるようになっていて、これら減衰バルブＶを構成する各部材がアッセンブリ化されるので、シャフト１の中空部１ａへの減衰バルブＶの収容作業が容易となる。

また、ロッド３６の基端に設けられ中空部１ａ内に嵌合されて液室Ｌと一方側バルブ室Ａとを仕切る仕切部材３７と、ロッド３６を保持するとともに中空部１ａに固定されて他方側バルブ室Ｂを閉塞するホルダ部材３８とを備え、ホルダ部材３８は、ロッド３６の外周に装着される環状部３８ａと、環状部３８ａの外周に設けた嵌合部３８ｂを備え、中空部１ａの内周に段部１ｈを設け、嵌合部３８ｂを段部１ｈと中空部１ａの内周に螺着される外周螺子ナット４０で挟持してホルダ部材３８をシャフト１内に固定したので、隔壁部材３３とこれに積層される一方側リーフバルブ３４および他方側リーフバルブ３５を一体化するロッド３６にはホルダ部材３８を押しつける外周螺子ナット４０の荷重が作用しないので、このロータリダンパＤにあっては、狙い通りの減衰特性を実現することができる。ここで、この利点を享受するに当たり、嵌合部３８ｂを段部１ｈと外周螺子ナット４０とで挟持すれば足り、嵌合部３８ｂを段部１ｈと外周螺子ナット４０とで挟持することには、本実施の形態のロータリダンパＤのように、嵌合部３８ｂに設けた大径部３８ｃを段部１ｈと外周螺子ナット４０とで挟持することも含まれる。

また、このロータリダンパＤにあっては、ロッド３６の先端に取り付けたバルブナット３９は、摺動隔壁３２とは反対側に配置されるので、摺動隔壁３２とバルブナット３９との干渉を避けることができる。

さらに、ロッド３６を筒状としてホルダ部材３８外から液室Ｌへ液体の注入を可能としているので、このロータリダンパＤにあっては、液体注入作業が非常に容易となる。

そして、中空部１ａはシャフト１の少なくとも一端へ開口し、一方のサイドパネル３でシャフト１の一端側を覆ってホルダ部材３８とサイドパネル３との間に液室Ｌに通じる副液室Ｌｓを形成したので、液室Ｌだけでなく副液室Ｌｓを液室として機能させることで、液室容積を充分に確保することができ、その分、気室Ｇの容積も充分に確保できるから、液体の体積変化によって気室Ｇ内の圧力変動を少なくでき、このロータリダンパＤによれば、温度変化による減衰特性変化量を少なくできる。

さらに、一方のサイドパネル３に副液室Ｌｓに連通されて液室Ｌへ液体を注入可能なパネル側注入口３ｄを設け、ケース４に一方室Ｒ１と他方室Ｒ２の両方にそれぞれ独立して連通されてケース４内に液体を注入可能なケース側注入口２３，２４を設けたので、このロータリダンパＤによれば、液体注入作業時間が短くなるとともに、一方室Ｒ１、他方室Ｒ２、一方側バルブ室Ａ、他方側バルブ室Ｂ、液室Ｌおよび副液室Ｌｓへの気体の残留を確実に防止することができる。

またさらに、シャフト１が車体と車軸との間に介装されるサスペンションに連結されるとともに、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうち車体と車軸とが接近する際に圧縮される方に液室Ｌをオリフィス通路３７ｂを介して連通するので、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうち高圧になりやすい室から圧力が液室Ｌへ逃げることがなく、ロータリダンパＤは、期待通りの減衰力を発揮でき、車両のサスペンション用途に最適となる。なお、この例では、車体と車軸とが接近する際に圧縮される室を一方室Ｒ１としているので、この一方室Ｒ１を液室Ｌに連通するようにしているが、車体と車軸とが接近する際に圧縮される室が他方室Ｒ２である場合には、他方室Ｒ２を液室Ｌに連通するとよい。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

本発明は、種々の用途のロータリダンパに利用でき、たとえば、車両のサスペンションに使用されるロータリダンパに利用することができる。

１ シャフト
１ａ 中空部
１ｈ 段部
２，３ サイドパネル
３ｄ パネル側注入口
４ ケース
５ ベーン
２３，２４ ケース側注入口
３３ 隔壁部材
３３ｂ 一方側ポート
３３ｃ 他方側ポート
３４ 一方側弁体としての一方側リーフバルブ
３５ 他方側弁体としての他方側リーフバルブ
３６ ロッド
３７ 仕切部材
３７ｂ オリフィス通路
３８ ホルダ部材
３８ａ 環状部
３８ｂ 嵌合部
３８ｃ 大径部
４０ 外周螺子ナット
Ａ 一方側バルブ室
Ｂ 他方側バルブ室
Ｄ ロータリダンパ
Ｇ 加圧手段としての気室
Ｌ 液室
Ｌｓ 副液室
Ｒ 作動室
Ｒ１ 一方室
Ｒ２ 他方室
Ｖ 減衰バルブ

Claims (10)

1. シャフトと、上記シャフトを周方向への回転を許容しつつ軸支する一対のサイドパネルと、これらのサイドパネル間に設けられて内部に作動室を形成するケースと、上記シャフトに設けられて先端が上記ケースの内周に摺接して上記作動室を一方室と他方室とに区画するベーンとを備えたロータリダンパにおいて、上記一方室と上記他方室を行き来する液体の流れに抵抗を与える減衰バルブを上記シャフト内に設けたことを特徴とするロータリダンパ。
2. 上記シャフト内に上記液体の温度変化による体積変化を補償する補償手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のロータリダンパ。
3. 上記シャフトは中空部を備え、減衰バルブは、当該中空部内に挿入されて当該中空部内に上記一方室に連通される一方側バルブ室と上記他方室に連通される他方側バルブ室とを画成する隔壁部材と、当該隔壁部材に上記一方側バルブ室と上記他方側バルブ室とを連通する一方側ポートと他方側ポートと、上記一方側ポートを開閉する一方側弁体と、上記他方側ポートを開閉する他方側弁体とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のロータリダンパ。
4. 上記一方側弁体および上記他方側弁体は環状のリーフバルブであって、上記一方側弁体および上記他方側弁体が上記隔壁部材を貫くロッドの外周に装着されて当該隔壁部材に固定されることを特徴とする請求項３に記載のロータリダンパ。
5. 上記中空部内に摺動隔壁を摺動自在に挿入し、当該摺動隔壁によって当該中空部内に画成される気室と液室とを設け、上記液室を上記一方側バルブ室と上記他方側バルブ室のいずれかに連通したことを特徴とする請求項４に記載のロータリダンパ。
6. 上記ロッドの基端に設けられ上記中空部内に嵌合されて上記液室と上記一方側バルブ室とを仕切る仕切部材と、上記ロッドを保持するとともに上記中空部に固定されて上記他方側バルブ室を閉塞するホルダ部材とを備え、当該ホルダ部材は、上記ロッドの外周に装着される環状部と当該環状部の外周に設けた上記中空部内に嵌合する嵌合部とを備え、上記中空部の内周に段部を設け、上記ホルダ部材における嵌合部を上記段部と上記中空部の内周に螺着される外周螺子ナットで挟持して上記ホルダ部材を上記シャフト内に固定したことを特徴とする請求項４または５に記載のロータリダンパ。
7. 上記ロッドを筒状として上記ホルダ部材外から上記液室へ液体の注入を可能としたことを特徴とする請求項６に記載のロータリダンパ。
8. 上記中空部は上記シャフトの少なくとも一端へ開口し、一方のサイドパネルで上記シャフトの一端側を覆って上記ホルダ部材と上記サイドパネルとの間に上記液室に通じる副液室を形成したことを特徴とする請求項６または７に記載のロータリダンパ。
9. 上記の一方のサイドパネルに副液室に連通されて液室へ液体を注入可能なパネル側注入口を設け、上記ケースに上記一方室と上記他方室の一方または両方にそれぞれ独立して連通されて上記ケース内に液体を注入可能なケース側注入口を設けたこと特徴とする請求項８に記載のロータリダンパ。
10. 上記シャフトが車両の車体と車軸との間に介装されるサスペンションに連結されるとともに、上記一方室と上記他方室のうち上記車両の車体と上記車軸とが接近する際に圧縮される方に上記液室をオリフィス通路を介して連通することを特徴とする請求項５から９のいずれか一項に記載のロータリダンパ。

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