JP2015094374A - ロータリダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】 シャフトが回転する際のフリクションを低減し、安価にすることが可能なロータリダンパを提供する。
【解決手段】 ハウジングＨと、ハウジングＨに軸支され自軸回りに回転可能なシャフト２とを備え、このシャフト２の回転を抑制する減衰力を発生するロータリダンパＤであって、上記ハウジングＨが車体に固定され、上記シャフト２が車輪に連結されるリンク機構３に接続されるロータリダンパＤにおいて、上記シャフト２と上記リンク機構３は、上記シャフト２の軸方向の相対移動ｍ１が許容されるとともに、上記シャフト２の周方向の相対回転ｍ２が阻止された状態で接続される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ロータリダンパに関する。

従来、ロータリダンパは、ハウジングと、このハウジングに軸支され自軸回りに回転可能なシャフトとを備え、このシャフトの回転を抑制する減衰力を発生するようになっている。ロータリダンパが車両のサスペンション用に利用される場合、ハウジングを車体に固定し、シャフトを車輪にリンク機構を介して連結することが一般的であり、上記リンク機構で車輪の上下運動をシャフトの回転運動に変換している。

ここで、リンク機構を構成する揺動可能なアームは、ブッシュの撓みによってある程度揺動方向以外に動くことができる構造となっている。このため、ロータリダンパが車両のサスペンション用に利用されて、外力が車輪及びリンク機構を介してロータリダンパに入力されると、ロータリダンパのシャフトには、当該シャフトの回転方向以外にも、軸方向の力が作用することになる。

従来、ロータリダンパのハウジングと車体は、ボルトで剛結合されるとともに（例えば、特許文献１）、シャフトとリンク機構は、セレーション嵌合により剛結合されており（例えば、特許文献２）、上記軸方向の力を吸収することができない。このため、特許文献２に開示のロータリダンパでは、シャフトに固定されるベーンと、シャフトを軸支するサイドパネルとの間に耐摩耗性に優れたサイドプレートを介装し、このサイドプレートでシャフトに入力される軸方向の力を受けている。

特開平９−３０３４６６号公報 特開２０１２−１９７８６１号公報

しかしながら、上記したように、軸方向の力を受けながらシャフトが回転すると、ベーンがサイドプレートに高い圧力で押し付けられながら回転するので、フリクションの増加を避けられない。このような、シャフトの軸方向に作用する外力に起因するフリクションの増加は、サイドプレートの有無によらず発生する。

また、特に、特許文献２に開示のように、サイドプレートにＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）被膜を形成する場合、当該被膜を形成する母材として、高硬質で高価な素材を使用する必要があるので、サイドプレートが高価になり、延いては、ロータリダンパが高価になる。

そこで、本発明の目的は、シャフトが回転する際のフリクションを低減し、安価にすることが可能なロータリダンパを提供することである。

上記課題を解決するための手段は、ハウジングと、このハウジングに軸支され自軸回りに回転可能なシャフトとを備え、このシャフトの回転を抑制する減衰力を発生するロータリダンパであって、上記ハウジングが車体に固定され、上記シャフトが車輪に連結されるリンク機構に接続されるロータリダンパにおいて、上記シャフトと上記リンク機構は、上記シャフトの軸方向の相対移動が許容されるとともに、上記シャフトの周方向の相対回転が阻止された状態で接続されることである。

本発明のロータリダンパによれば、シャフトが回転する際のフリクションを低減し、安価にすることが可能となる。

本発明の一実施の形態に係るロータリダンパを示した縦断面図である。 本発明の一実施の形態に係るロータリダンパにおけるシャフトとケースを図１中左側から見た側面図である。 本発明の一実施の形態に係るロータリダンパの第一の変形例を示した縦断面図である。 本発明の一実施の形態に係るロータリダンパの第二の変形例を示した縦断面図である。

以下に本発明の一実施の形態に係るロータリダンパについて、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。

図１，２に示すように、本実施の形態に係るロータリダンパＤは、ハウジングＨと、このハウジングＨに軸支され自軸回りに回転可能なシャフト２とを備え、このシャフト２の回転を抑制する減衰力を発生するものであり、上記ハウジングＨが車体に固定され、上記シャフト２が車輪に連結されるリンク機構３に接続されている。そして、上記シャフト２と上記リンク機構３は、上記シャフト２の軸方向の相対移動ｍ１が許容されるとともに、上記シャフト２の周方向の相対回転ｍ２が阻止された状態で接続される。

以下、詳細に説明すると、本実施の形態に係るロータリダンパＤは、車両のサスペンション用に利用されており、上記したように、車体に固定されるハウジングＨと、車輪にリンク機構３を介して連結されるシャフト２とを備えている。このリンク機構３は、車輪の上下運動をシャフト２の回転運動に変換するので、路面凹凸による衝撃が車輪に入力されると、シャフト２がハウジングＨに軸支されながら自軸回りに回転する。この自軸回りに回転するとは、自身（シャフト）の軸回りに回転することをいう。

シャフト２の自軸回りの回転を抑制する減衰力を発生するための構成は、周知であり、如何なる構成を採用してもよいので、詳細に図示しないが、本実施の形態において、ロータリダンパＤは、上記したハウジングＨ及びシャフト２と、このシャフト２の外周に軸方向に沿って起立するベーン４と、ハウジングＨの内部に形成されて上記ベーン４で区画され作動油が充填される一方室Ｌ１及び他方室Ｌ２と、これら一方室Ｌ１と他方室Ｌ２とを連通する流路Ｌ３と、この流路Ｌ３を通過する作動油の流れに抵抗を与える減衰弁Ｖと、温度変化による作動油の体積変化を補償する図示しないアキュムレータとを備えている。なお、減衰力を発生できれば、作動油以外の流体を利用してもよい。

ハウジングＨは、本実施の形態において、シャフト２が挿通されてシャフト２との間に空間を形成する筒状のケース５と、同じくシャフト２が挿通されてケース５の軸方向の両側に積層される一対のサイドプレート６，７と、これらサイドプレート６，７の反ケース側に積層されてシャフト２を軸支する一対のサイドパネル８，９とを備えている。そして、ケース５とサイドプレート６，７とサイドパネル８，９は、ハウジングＨの外側からサイドパネル８とサイドプレート６を貫通しケース５の図１中左部に螺合される複数のボルトＢ１と、ハウジングＨの外側からサイドパネル９とサイドプレート７を貫通しケース５の図１中右部に螺合される複数のボルトＢ２で一体化されている。

ケース５と両サイドプレート６，７との間と、図１中左側のサイドプレート６とサイドパネル８との間と、図１中右側のサイドプレート７とサイドパネル９との間は、それぞれ環状のＯリング６０，６１，６２，６３で塞がれるとともに、各サイドプレート６，７とシャフト２との間がそれぞれサイドシール６４，６５で塞がれている。また、筒状に形成されてシャフト２の図１中左部が挿通される図１中左側のサイドパネル８とシャフト２との間がダストシール２０及びオイルシール２１で塞がれており、有底筒状に形成されてシャフト２の図１中右部が挿入される図１中右側のサイドパネル９とシャフト２との間がオイルシール２２で塞がれている。このため、ハウジングＨが密閉されて、ハウジングＨ内に塵や埃が侵入せず、ハウジングＨ内の作動油が流出しないようになっている。また、両サイドパネル８，９の内周には、筒状のベアリング２３，２４が保持されており、ハウジングＨは、これらベアリング２３，２４を介してシャフト２の両端部を自軸回りに回転可能に軸支している。

ケース５の内周には、相対向してシャフト２側に突出し、シャフト２の軸方向に沿って延びる一対の隔壁部５ａ，５ｂが設けられており、ケース５とシャフト２との間に形成される空間を二つの断面扇状の圧力室Ｐ１，Ｐ２に区画している。これらの圧力室Ｐ１，Ｐ２には、作動油が充填されている。また、隔壁部５ａ，５ｂには、それぞれ、両サイドプレート６，７に密着するとともに、シャフト２の外周面に摺接するコ字状のシール５０が取り付けられており、隔壁部５ａ，５ｂとシャフト２との間、及び、隔壁部５ａ，５ｂとサイドプレート６，７との間を通って、作動油が二つの圧力室Ｐ１，Ｐ２の間を移動することを防いでいる。

もどって、シャフト２は、図１中左側をハウジングＨの外側に突出させており、この突出端から図１中右側に順に連なり、同軸上に配置されるスプライン軸Ｓ１と、第一軸部２ａと、この第一軸部２ａよりも外径が大きい拡径部２ｂと、この拡径部２ｂよりも外径が小さい第二軸部２ｃとを備えている。

上記スプライン軸Ｓ１の外周には、リンク機構３に形成されるスプライン孔Ｓ２の溝に噛み合うスプライン歯が形成されており、シャフト２は、スプライン軸Ｓ１をスプライン孔Ｓ２に嵌合することで、リンク機構３とスプライン嵌合する。このため、シャフト２とリンク機構３は、これらの接続が完了した状態においても、シャフト２の軸方向の相対移動ｍ１が許容され、シャフト２の周方向の相対回転ｍ２が阻止される。シャフト２とリンク機構３は、車両の組み立てが完成した組立完了時に抜けない幾何関係とすることで、抜け止めが不要となるが、シャフト２やリンク機構３に抜け止め用の部材を取り付けるとしてもよい。

第一軸部２ａの外周面には、図中左側のサイドパネル８に保持されるダストシール２０、オイルシール２１及びベアリング２３が摺接し、第一軸部２ａと拡径部２ｂの境界の段差面にサイドシール６４が摺接している。他方、第二軸部２ｃの外周面には、図１中右側のサイドパネル９に保持されるオイルシール２２及びベアリング２４が摺接し、第二軸部２ｃと拡径部２ｂの境界の段差面にサイドシール６５が摺接している。また、拡径部２ｂは、ケース５に収容されるようになっており、この拡径部２ｂの外周面に隔壁部５ａ，５ｂのシール５０が摺接し、拡径部２ｂの外周であって、両隔壁部５ａ，５ｂの間に上記圧力室Ｐ１，Ｐ２がそれぞれ形成されている。

シャフト２の外周に軸方向に沿って起立するベーン４は、拡径部２ｂの外周に、周方向に１８０度の角度をもって一対設けられており、一方のベーン４が一方の圧力室Ｐ１を二つの部屋ｐ１０，ｐ１１に区画し、他方のベーン４が他方の圧力室Ｐ２を二つの圧力室ｐ２０，ｐ２１に区画している。ベーン４には、両サイドプレート６，７に摺接するとともに、ケース５の内周面に摺接するコ字状のシール４０が取り付けられており、ベーン４とケース５との間、及び、ベーン４とサイドプレート６，７との間を通って、作動油が二つの部屋（ｐ１０とｐ１１、ｐ２０とｐ２１）の間を移動することを防いでいる。

シャフト２が図２中時計回りに回転するとき、ベーン４，４の進行方向に位置し、対角線上に配置される二つの部屋ｐ１０，ｐ２０は、シャフト２に形成される一方通路２ｄを介して連通し、一方室Ｌ１を構成する。また、シャフト２が図２中反時計回りに回転するとき、ベーン４，４の進行方向に位置し、対角線上に配置される二つの部屋ｐ１１，ｐ２１は、上記シャフト２に形成されて上記一方通路２ｄと交わらないように配置される他方通路２ｅを介して連通し、他方室Ｌ２を構成する。つまり、一方室Ｌ１と他方室Ｌ２は、一対のベーン４，４で区画され、シャフト２が図２中時計回りに回転するとき、一方室Ｌ１が縮小され、反時計回りに回転するとき、他方室Ｌ２が縮小されるようになっている。また、一方室Ｌ１と他方室Ｌ２は、流路Ｌ３を介して連通しており、この流路Ｌ３の途中には、この流路Ｌ３を通過する作動油の流れに抵抗を与える減衰弁Ｖが設けられている。

以下、本実施の形態に係るロータリダンパＤの作動について説明する。

外力が車輪及びリンク機構３を介してロータリダンパＤに入力され、上記外力がシャフト２を回転させる方向に作用する場合、リンク機構３とシャフト２は、スプライン嵌合により、シャフト２の周方向に相対回転ｍ２しないようになっている。このため、上記外力がリンク機構３を介してシャフト２に伝わり、シャフト２が自軸回りに回転する。そして、一方室Ｌ１と他方室Ｌ２のうち、縮小される室の作動油が流路Ｌ３を通過して拡大する他方の室に移動するので、ロータリダンパＤは、作動油が流路Ｌ３を通過する際の減衰弁Ｖの抵抗に起因する減衰力を発生する。

また、ロータリダンパＤに入力される外力がシャフト２の軸方向に作用する場合、リンク機構３とシャフト２は、スプライン嵌合により、シャフト２の軸方向に相対移動ｍ１できるようになっているので、この相対移動ｍ１により上記外力を逃がすことができる。このため、サイドプレート６，７で受ける軸方向の力を軽減し、シャフト２が回転する際のフリクションを低減することができる。

以下、本実施の形態に係るロータリダンパＤの作用効果について説明する。

本実施の形態において、シャフト２はスプライン軸Ｓ１を備え、リンク機構３はスプライン軸Ｓ１が嵌合するスプライン孔Ｓ２を備えている。

このようにすることで、例えば、特願２０１２−４７６７８号に示すように、シャフト２内に温度補償用のアキュムレータや減衰弁Ｖが収容される場合であっても、シャフト２とリンク機構３をスプライン嵌合することが容易である。なお、スプライン嵌合の方法は、この限りではなく、シャフト２とリンク機構３が図３に示すように、ボールスプラインにより接続されるとしてもよく、図４に示すように、シャフト２にスプライン孔Ｓ２を設け、リンク機構３にスプライン軸Ｓ１を設けるとしてもよい。

また、本実施の形態において、シャフト２とリンク機構３とがスプライン嵌合している。

上記構成によれば、シャフト２とリンク機構３とを接続した状態においても、シャフト２の軸方向の相対移動ｍ１が許容されるとともに、シャフト２の周方向の相対回転ｍ２が阻止されるように、実現することが容易に可能となる。なお、シャフト２とリンク機構３が、接続を完了した状態においても、シャフト２の軸方向の相対移動ｍ１を許容するとともに、シャフト２の周方向の相対回転ｍ２を阻止できれば、キーとキー溝を利用するなど、スプライン嵌合以外の方法で接続されるとしてもよい。

また、本実施の形態において、シャフト２とリンク機構３は、シャフト２の軸方向の相対移動ｍ１が許容されるとともに、シャフト２の周方向の相対回転ｍ２が阻止された状態で接続される。

上記構成によれば、シャフト２とリンク機構３の相対回転ｍ２を阻止することで、シャフト２を回転させる方向に作用する外力はリンク機構３からシャフト２に伝達されるが、シャフト２とリンク機構３の相対移動ｍ１を許容することで、シャフト２の軸方向に作用する外力を当該相対移動ｍ１で逃がすことができるので、サイドプレート６，７で受ける軸方向の力を軽減し、シャフト２が回転する際のフリクションを低減することができる。したがって、サイドプレート６，７を廃したり、サイドプレート６，７の素材として、従来よりも耐摩耗性能や、硬度の低い安価な素材を選択したりすることが可能となり、延いては、ロータリダンパＤを安価に形成することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。

Ｄ ロータリダンパ
Ｈ ハウジング
ｍ１ シャフトとリンク機構における、シャフトの軸方向の相対移動
ｍ２ シャフトとリンク機構における、シャフトの周方向の相対移動
Ｓ１ スプライン軸
Ｓ２ スプライン孔
２ シャフト
３ リンク機構

Claims (3)

1. ハウジングと、このハウジングに軸支され自軸回りに回転可能なシャフトとを備え、このシャフトの回転を抑制する減衰力を発生するロータリダンパであって、上記ハウジングが車体に固定され、上記シャフトが車輪に連結されるリンク機構に接続されるロータリダンパにおいて、
   上記シャフトと上記リンク機構は、上記シャフトの軸方向の相対移動が許容されるとともに、上記シャフトの周方向の相対回転が阻止された状態で接続されることを特徴とするロータリダンパ。
2. 上記シャフトと上記リンク機構とがスプライン嵌合していることを特徴とする請求項１に記載のロータリダンパ。
3. 上記シャフトはスプライン軸を備えており、
   上記リンク機構は上記スプライン軸が嵌合するスプライン孔を備えていることを特徴とする請求項２に記載のロータリダンパ。

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