JP2013181641A - 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一方側減衰バルブ３５と他方側減衰バルブ３６とをシャフト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、液室と、液室を加圧する加圧手段と、上記シャフトに設けた中空部と、当該中空部内に収容される第一隔壁および第二隔壁と、上記中空部内であって上記第一隔壁と上記第二隔壁の間に設けられて上記液室に連通される第二液室と、上記中空部内であって上記第一隔壁によって画成される上記一方室に連通される一方側バルブ室と、上記中空部内であって上記第二隔壁によって画成される上記他方室に連通される他方側バルブ室と、上記第一隔壁に設けた上記一方側バルブ室と上記第二液室とを連通する一方側ポートと、上記第二隔壁に設けた上記他方側バルブ室と上記第二液室とを連通する他方側ポートと、上記一方側ポートを開閉する一方側減衰バルブと、上記他方側ポートを開閉する他方側減衰バルブとを備え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一方側減衰バルブと他方側減衰バルブをシャフト内に設けたので、一方側減衰バルブと他方側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。また、摺動隔壁３２の図１中右方には液室Ｌが画成されており、気室Ｇ内の圧力で液室Ｌを加圧することができるようになっている。つまり、この場合、気室Ｇは、加圧手段を構成している。また、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て、内部圧力をロータリダンパＤ外から調整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、当該中空部１ａ内に収容される第一隔壁３３および第二隔壁３４と、第一隔壁３３に設けた一方側ポート３３ａと、第二隔壁３４に設けた他方側ポート３４ａと、一方側ポート３３ａを開閉する一方側減衰バルブ３５と、他方側ポート３４ａを開閉する他方側減衰バルブ３６とを備えている。

第一隔壁３３と第二隔壁３４は、中空部１ａ内であってこれらの間に液室Ｌに連通される第二液室Ｌ２を形成している。また、第一隔壁３３は、第二液室Ｌ２と、中空部１ａ内であってこの第二液室Ｌ２と反対側に形成される一方側バルブ室Ａとを区画している。他方の第二隔壁３４は、第二液室Ｌ２と、中空部１ａ内であってこの第二液室Ｌ２と反対側に形成される他方側バルブ室Ｂとを区画している。

また、第一隔壁３３、第二隔壁３４、一方側減衰バルブ３５および他方側減衰バルブ３６は、ロッド３７の外周に装着されて、これら各部材がロッド３７によって一体化されている。

さらに、ロッド３７には、中空部１ａの内周に嵌合する仕切部材３８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３９が装着されている。

中空部１ａ内の仕切部材３８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、仕切部材３８と第一隔壁３３とで中空部１ａ内に一方側バルブ室Ａが形成され、ホルダ部材３９と第二隔壁３４とで中空部１ａ内に他方側バルブ室Ｂが形成される。また、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、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３７に組み付けられる各部材について詳細に説明すると、第一隔壁３３は、円盤状であって一方側バルブ室Ａと第二液室Ｌ２とを連通する一方側ポート３３ａおよびチェックポート３３ｂと、ロッド３７が挿通される挿通孔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と第二液室Ｌ２とが第一隔壁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４５が装着されている。

第二隔壁３４は、円盤状であって他方側バルブ室Ｂと第二液室Ｌ２とを連通する他方側ポート３４ａおよびチェックポート３４ｂと、ロッド３７が挿通される挿通孔３４ｃとを備え、外周には中空部１ａの内周に密着して他方側バルブ室Ｂと第二液室Ｌ２とが第二隔壁３４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。

第一隔壁３３の第二液室Ｌ２側には、一方側減衰バルブ３５としての環状のリーフバルブが積層され、この一方側減衰バルブ３５は、ロッド３７の外周に装着されていて、一方側ポート３３ａの図１中右端側開口を閉塞している。

この一方側減衰バルブ３５は、ロッド３７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、一方室バルブ室Ａの圧力が第二液室Ｌ２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３３ａ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。第一隔壁３３の一方側バルブ室Ａ側には、環状のチェックバルブ４７が積層され、このチェックバルブ４７は、ロッド３７の外周に装着されていて、チェックポート３３ｂの図１中左端側開口を閉塞している。このチェックバルブ４７は、ロッド３７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、第二液室Ｌ２の圧力が一方側バルブ室Ａの圧力を上回ると撓んでチェックポート３３ｂを開放し液体の通過を許容する。このチェックバルブ４７は、通過液体の流れに呈して殆ど抵抗を与えないようになっている。一方側減衰バルブ３５は、一方側バルブ室Ａの圧力が第二液室Ｌ２の圧力を下回る状況では、第一隔壁３３側へ押しつけられて一方側ポート３３ａを閉塞する。よって、一方側ポート３３ａは、一方側減衰バルブ３５によって、一方側バルブ室Ａから第二液室Ｌ２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。

第二隔壁３４の第二液室Ｌ２側には、他方側減衰バルブ３６としての環状のリーフバルブが積層され、この他方側減衰バルブ３６は、ロッド３７の外周に装着されていて、他方側ポート３４ａの図１中左端側開口を閉塞している。この他方側減衰バルブ３６は、ロッド３７の外周に内周側が固定されて外周側の撓みが許容されているとともに、ロッド３７の外周に配置されるコイルばね４８にて初期荷重が与えられている。

したがって、他方側バルブ室Ｂの圧力が第二液室Ｌ２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３４ａ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。なお、開弁圧は、上記コイルばね４８を交換する等して他方側減衰バルブ３６を押圧する附勢力を調節することで変更することが可能である。

この他方側減衰バルブ３６は、他方側バルブ室Ｂの圧力が第二液室Ｌ２の圧力を下回る状況では、第二隔壁３４側へ押しつけられて他方側ポート３４ａを閉塞する。よって、他方側ポート３４ａは、他方側減衰バルブ３６によって、他方側バルブ室Ｂから第二液室Ｌ２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。

また、第二隔壁３４の他方側バルブ室Ｂ側には、環状のチェックバルブ４９が積層され、このチェックバルブ４９は、ロッド３７の外周に装着されていて、チェックポート３４ｂの図１中右端側開口を閉塞している。このチェックバルブ４９は、ロッド３７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、第二液室Ｌ２の圧力が他方側バルブ室Ｂの圧力を上回ると撓んでチェックポート３４ｂを開放し液体の通過を許容する。このチェックバルブ４９は、通過液体の流れに呈して殆ど抵抗を与えないようになっている。

なお、この実施の形態の場合、他方側減衰バルブ３６にのみコイルばね４８を設けて他方側減衰バルブ３６を附勢しているが、一方側減衰バルブ３５をコイルばねで押圧するようにしてもよい。また、この場合、他方側減衰バルブ３６の内周はロッド３７に対して軸方向不動に装着されているが、他方側減衰バルブ３６をロッド３７に軸方向へ移動可能に装着して、開弁後の圧力上昇に対して他方側減衰バルブ３６が第二隔壁３４から遠ざかる方向へロッド３７上をスライドして、他方側ポート３４ａを大きく開放するようにしてもよく、一方側減衰バルブ３５にも同様の機構を採用することも可能である。また、一方側減衰バルブ３５および他方側減衰バルブ３６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るリーフバルブであってもよい。

また、一方側減衰バルブ３５および他方側減衰バルブ３６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、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であってもよい。なお、一方側減衰バルブ３５および他方側減衰バルブ３６をリーフバルブとすることで、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３８は、ロッド３７の外周に装着される孔開き円盤状の仕切板３８ａと、当該仕切板３８ａの外周に設けられて中空部１ａの内周に嵌合する環状の嵌合部３８ｂ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５０が装着されている。

ホルダ部材３９は、環状であって、この実施の形態では、ロッド３７の外周に装着される環状部３９ａと、環状部３９ａの外周に設けられて中空部１ａの内周に嵌合する嵌合部３９ｂとを備えて構成され、嵌合部３９ｂの外周に他方側バルブ室Ｂと中空部１ａ内のホルダ部材３９よりも図１中右方とがこのホルダ部材３９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５１が装着されている。

ロッド３７は、筒状であって中間にフランジ３７ａを備え、先端と基端の外周に螺子部３７ｂ，３７ｃが設けられている。そして、このロッド３７の外周であってフランジ３７ａより図１中左方には、一方側減衰バルブ３５、第一隔壁３３、チェックバルブ４７および仕切部材３８を順に組み付けてナット５２を螺子部３７ｂに螺着することで、一方側減衰バルブ３５、第一隔壁３３、チェックバルブ４７および仕切部材３８がロッド３７の図１中左側に固定される。また、このロッド３７の外周であってフランジ３７ａより図１中右方には、コイルばね４８、他方側減衰バルブ３６、第二隔壁３４、チェックバルブ４９およびホルダ部材３９を順に組み付けてナット５３を螺子部３７ｃに螺着することで、コイルばね４８、他方側減衰バルブ３６、第二隔壁３４、チェックバルブ４９およびホルダ部材３９がロッド３７の図１中右側に固定される。フランジ３７ａは、コイルばね４８の左端を支持するばね受けを兼ねており、コイルばね４８は圧縮された状態でフランジ３７ａと他方側減衰バルブ３６との間に介装されて、附勢力を他方側減衰バルブ３６へ作用させている。

このように減衰バルブＶを構成する部材はロッド３７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３７の基端を中空部１ａの内方へ向けて挿入され、ホルダ部材３９の嵌合部３９ｂ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３９の嵌合部３９ｂを挟持することで、ホルダ部材３９がシャフト１に固定される。このようにホルダ部材３９がシャフト１に固定されると、ホルダ部材３９がロッド３７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３８がシャフト１に固定される。また、ロッド３７は筒状となっていて、フランジ３７ａの外周から内部へ通じる横孔３７ｄが穿ってあり、液室Ｌはロッド３７内を介して中空部１ａ内であってホルダ部材３９より右方の空間と第二液室Ｌ２へ連通されている。

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、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、シャフト保持部３ａの底部を貫く液体注入口３ｄとを備えている。なお、液体注入口３ｄには、当該液体注入口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３９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３７の内部を介して液室Ｌ、第二液室Ｌ２に連通されていて、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。なお、第二液室Ｌ２は、一方側ポート３３ａ、チェックポート３３ｂ、一方側バルブ室Ａおよび通孔１ｄ，１ｅを介して一方室Ｒ１へ連通されるとともに、他方側ポート３４ａ、チェックポート３４ｂ、他方側バルブ室Ｂおよび通孔１ｆ，１ｇを介して他方室Ｒ２へ連通されているので、上記副液室Ｌｓは、一方室Ｒ１および他方室Ｒ２にも連通されている。

そして、副液室Ｌｓは、上記した液体注入口３ｄを介してロータリダンパＤ外へ通じており、液体注入口３ｄを上方へ向けて、すなわち、ロータリダンパＤの図１中右端を上方へ向けて、ロータリダンパＤ外から液体注入口３ｄへ液体を注入すると、副液室Ｌｓとこれに連通される液室Ｌ、第二液室Ｌ２、さらには一方室Ｒ１および他方室Ｒ２内に気体を混入させることなく液体を充填することができ、ロータリダンパＤへの注液が非常に簡単に行うことができる。また、液体の排出も液体注入口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。

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中で反時計回りに回転する場合、ベーン５によって各部屋Ｃ２が拡大されるとともに各部屋Ｃ１が縮小され、反対に、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Ｃ２が縮小されるとともに各部屋Ｃ１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。

なお、液体注入口３ｄを設けることでロータリダンパＤへ注液することができるが、ケース４に一方室Ｒ１へ連通する注入口と他方室Ｒ２に連通する注入口を設けておいて、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２へ注液するようにしてもよい。

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減衰バルブ３５が撓んで一方側ポート３３ａ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３３ａを介して第二液室Ｌ２へ流入し、さらに、チェックバルブ４９を押し開いてチェックポート３４ｂ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３３ａを通過する際に、液体の流れに一方側減衰バルブ３５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減衰バルブ３６を第二液室Ｌ２側へ押圧する力が大きくなってコイルばね４８がこの力に負けて圧縮されるようになると他方側減衰バルブ３６が撓んで他方側ポート３４ａを開放する。すると、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３４ａを介して第二液室Ｌ２へ流入し、さらに、チェックバルブ４７を押し開いてチェックポート３３ｂ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３４ａを通過する際に、液体の流れに他方側減衰バルブ３６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から第二液室Ｌ２を介して液室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。

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から他方室Ｒ２へ向かう液体の流れに抵抗を与える一方側減衰バルブ３５と、他方室Ｒ２から一方室Ｒ１へ向かう液体の流れに抵抗を与える他方側減衰バルブ３６へ向かう液体の流れに抵抗を与える他方側減衰バルブ３６とをシャフト１内に設けるようにしたので、これら減衰バルブ３５，３６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内に一方側減衰バルブ３５と他方側減衰バルブ３６を設けるので、一方側減衰バルブ３５と他方側減衰バルブ３６に複雑な構造のバルブを使用してシャフト１の外径や長さに影響を与えずに済み、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。

さらに、シャフト１に中空部１ａを設けて、一方側減衰バルブ３５と他方側減衰バルブ３６とを収容しているので、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減衰バルブ３５と他方側減衰バルブ３６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。

そして、このロータリダンパＤの場合、第一隔壁３３と第二隔壁３４との間に液室Ｌに連通される第二液室Ｌ２を設けているので、第二液室Ｌ２はシャフト１がいずれの方向に回転しても一方側減衰バルブ３５と他方側減衰バルブ３６の下流側に配置されるので、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうち圧縮側の室の昇圧を妨げることがなく、ロータリダンパＤは、安定した減衰力を発揮することができる。

また、シャフト１内に液室Ｌと加圧手段を設けているので、液室Ｌと加圧手段をケース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。加圧手段は、上記構成に限られず、摺動隔壁３２で気室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内に加圧手段と液室Ｌ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、これを加圧手段とすることもできる。

さらに、一方側減衰バルブ３５および他方側減衰バルブ３６が環状のリーフバルブであって、一方側減衰バルブ３５および他方側減衰バルブ３６が第一隔壁３３および第二隔壁３４を貫くロッド３７の外周に装着されて当該第一隔壁３３および第二隔壁３４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への一方側減衰バルブ３５および他方側減衰バルブ３６の収容作業が容易となる。

また、ロッド３７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３８と、ロッド３７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３９とを備え、ホルダ部材３９は、ロッド３７の外周に装着される環状部３９ａと、環状部３９ａの外周に設けられて中空部１ａの内周に嵌合する嵌合部３９ｂとを備え、中空部１ａの内周に段部１ｈを設け、嵌合部３９ｂ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３９をシャフト１内に固定したので、第一隔壁３３、第二隔壁３４とこれに積層される一方側減衰バルブ３５および他方側減衰バルブ３６を一体化するロッド３７にはホルダ部材３９を押しつける外周螺子ナット４０の荷重が作用せず、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。

さらに、ロッド３７を筒状としてホルダ部材３９外から液室Ｌ、第二液室Ｌ２、一方室Ｒ１および他方室Ｒ２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３９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。

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
２，３ サイドパネル
３ｄ 液体注入口
４ ケース
５ ベーン
３３ 第一隔壁
３３ａ 一方側ポート
３４ 第二隔壁
３４ａ 他方側ポート
３５ 一方側減衰バルブ
３６ 他方側減衰バルブ
３７ ロッド
３８ 仕切部材
３９ ホルダ部材
３９ａ 環状部
３９ｂ 嵌合部
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
Ｌ２ 第二液室
Ｌｓ 副液室
Ｒ 作動室
Ｒ１ 一方室
Ｒ２ 他方室
Ｖ 減衰バルブ

Claims (6)

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、液室と、液室を加圧する加圧手段と、上記シャフトに設けた中空部と、当該中空部内に収容される第一隔壁および第二隔壁と、上記中空部内であって上記第一隔壁と上記第二隔壁の間に設けられて上記液室に連通される第二液室と、上記中空部内であって上記第一隔壁によって画成される上記一方室に連通される一方側バルブ室と、上記中空部内であって上記第二隔壁によって画成される上記他方室に連通される他方側バルブ室と、上記第一隔壁に設けた上記一方側バルブ室と上記第二液室とを連通する一方側ポートと、上記第二隔壁に設けた上記他方側バルブ室と上記第二液室とを連通する他方側ポートと、上記一方側ポートを開閉する一方側減衰バルブと、上記他方側ポートを開閉する他方側減衰バルブとを備え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室と上記加圧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. 上記一方側減衰バルブおよび上記他方側減衰バルブは環状のリーフバルブであって、上記第一隔壁および第二隔壁を貫くロッドの外周に装着されて当該第一隔壁および第二隔壁に固定される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、環状であって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される嵌合部とを備え、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３に記載のロータリダンパ。
5. 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４に記載のロータリダンパ。
6. 上記ロッドを筒状とし、上記の一方のサイドパネルに副液室に連通される液体注入口を設け、当該液体注入口から上記液室、上記第二液室、上記一方室および上記他方室へ液体の注入を可能としたことを特徴とする請求項５に記載のロータリダンパ。

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