JP3220709B2 - 揺動型作動機器のクッション構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、揺動運動を利用して
外部振動を減衰するロータリダンパや、外部から作動媒
体の供給を受けて揺動運動を行うロータリアクチュエー
タ等の揺動型作動機器において、当該作動機器が揺動端
に達したときに生じる衝撃を吸収するためのクッション
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の揺動型作動機器におけるクッシ
ョン構造として、例えば、平成２年実用新案出願公開第
１０２０３６号公報にみられるように、シリンダのセパ
レートブロックと対面するベーンの部分にゴム等の弾性
材料からなるクッション部材を配設する。

【０００３】そして、揺動型作動機器が揺動端に達した
ときに、当該クッション部材を介してベーンの運動をセ
パレートブロックで受け止めることにより、当該ベーン
とセパレートブロックとの衝突によって生じる衝撃をク
ッション部材で吸収するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
クッション構造では、金属製のベーンの面に対してゴム
等の弾性材料からなるクッション部材を取り付ける必要
から、ベーンとクッション部材間の接着力を強固にしな
いと、セパレートブロックへの衝突時の衝撃で当該クッ
ション部材がベーンから脱落してしまう。

【０００５】そうかと言って、仮令、ベーンとクッショ
ン部材間の接着力を極力強固なものにしたとしても、長
い間には度重なる衝撃によって次第にクッション部材が
剥離を起こし、遂には、クッション部材がベーンから脱
落してしまうという恐れを多分にもつ。

【０００６】しかも、これによりクッション作用の喪失
だけでなく、クッション部材そのものが邪魔をして作動
機器自体が作動不良に陥る恐れがあることから、揺動型
作動機器としての信頼性に欠けるという不都合があっ
た。

【０００７】したがって、この発明の目的は、組み付け
が容易でしかも脱落の恐れのない信頼性に富んだこの種
揺動型作動機器のクッション構造を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため
に、この発明にあっては、ベーンと対面するシリンダ側
のセパレートブロック面に沿ってクッション部材を配設
し、当該クッション部材の両端部分を、シリンダの両端
開口部を塞ぐボディとカバーのそれぞれの係止穴に嵌挿
して保持するようにしたのである。

【０００９】

【作用】これにより、クッション部材は、貼着などの面
倒な手段を用いることなく、揺動型作動機器の組立時に
両端部分をボディとカバーの係止穴へと嵌め込むだけで
組み付けられる。

【００１０】しかも、組み付け後は、ボディとカバーの
係止穴によって確固に保持されるので、長い間の度重な
る衝撃によっても脱落するような事態は生じず、常に所
期の衝撃吸収作用を保持する。

【００１１】したがって、信頼性に富んだこの種揺動型
作動機器のクッション構造を提供することが可能にな
る。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいてこの発明を、揺動型作
動機器であるロータリダンパに適用した場合を例にとっ
て説明する。

【００１３】図１および図２において、ロータリダンパ
１は、円筒状部材からなるシリンダ２と、このシリンダ
２の両端開口部に嵌着したボディ３とカバー４とでケー
シング５を構成し、これらシリンダ２とボディ３および
カバー４とをシーム溶接手段による溶接部６ａ，６ｂを
用いて互いに結合している。

【００１４】シリンダ２の内周面には、当該シリンダ２
とボディ３およびカバー４とに圧接して二つのセパレー
トブロック７ａ，７ｂが１８０度位相をずらして配設し
てある。

【００１５】これらセパレートブロック７ａ，７ｂは、
それらを貫通して挿入したノックピン８ａ，８ｂの両端
突出部分をボディ３に形成した嵌合穴３ａ，３ｂとカバ
ー４に形成した嵌合穴４ａ，４ｂ（図では嵌合穴３ａ，
４ａのみ示す）とにそれぞれ嵌挿することにより、ケー
シング５に対して所定位置に固定してある。

【００１６】なお、この種の揺動型作動装置において従
来からよく知られているように、上記セパレートブロッ
ク７ａ，７ｂは、これらをシリンダ２と一体にして構成
するようにしてもよい。

【００１７】一方、ボディ３を貫通して外部からシリン
ダ２の軸心に沿いシャフト９が挿通してあり、当該シャ
フト９をボディ３とカバー４にそれぞれ嵌着したベアリ
ング１０，１１で回動自在に支持している。

【００１８】ボディ３におけるシャフト９の挿入口端部
には、ベアリング１０との間にワッシャ１２とスナップ
リング１３とで固定してオイルシール１４が設けてあ
り、このオイルシール１４によってケーシング５内を油
密状態に保っている。

【００１９】ケーシング５内において、シャフト９の外
周には、スプライン１５を介して回転方向に規制したベ
ーン体１６が嵌着してあり、このベーン体１６における
ボス部１６ａの外周面は、前記シリンダ２側に設けたセ
パレートブロック７ａ，７ｂの内周面へと摺接してい
る。

【００２０】また、シャフト９の外周には、ベーン体１
６のボス部１６ａに接してスナップリング１７が嵌着し
てあり、このスナップリング１７によってシャフト９が
外部へと抜け出るのを阻止している。

【００２１】上記ベーン体１６は、ボス部１６ａから１
８０度位相をずらして外方へと延びる二枚のベーン１８
ａ，１８ｂを備え、これらベーン１８ａ，１８ｂの先端
面と両側面をシリンダ２とベアリング１０，１１に摺接
させることによってセパレートブロック７ａ，７ｂとの
間に油室１９ａ，１９ｂを区画する。

【００２２】この発明の特徴部分をかたちづくるクッシ
ョン部材２０ａ，２０ｂは、ベーン１８ａ，１８ｂと対
面するセパレートブロック７ａ，７ｂの両面に形成した
窪み部７ｃ，７ｄに沿って配設してある。

【００２３】これらクッション部材２０ａ，２０ｂは、
ゴム等の弾力性を持つ材料で作られており、ケ−シング
５の組立時において図３にみられるように、当該クッシ
ョン部材２０ａ，２０ｂの両端部分を、ボディ３とカバ
ー４に形成したそれぞれの係止穴３ｃ，４ｃ，３ｄ，４
ｄ内に遊挿することによって保持されている。

【００２４】かくして、外部からシャフト９に対して回
動運動が加えられると、シャフト９と共にケーシング５
内においてベーン体１６が回動し、当該ベーン体１６の
ベーン１８ａ，１８ｂによって油室１９ａ，１９ｂの一
方の容積を縮小すると共に他方を拡張する。

【００２５】これにより、油室１９ａ，１９ｂの縮小さ
れた側から拡張された側に向って作動油が、摺動部分で
ありならシールを施していないベーン体１６の周囲の隙
間を通して流れ、これら隙間を通る作動油の流動抵抗に
より減衰力を発生し、シャフト９の往復回動運動に抵抗
力を与えてロータリダンパとしての役目を果たす。

【００２６】また、上記隙間を通る作動油の一部は、同
じく摺動部分でありながらシールレスとなっているベア
リング１０，１１の内面へと入り、これらベアリング１
０，１１の摺接面を潤滑しつつオイルシール１４にも達
してそれをも潤滑する。

【００２７】上記の場合において、外部からシャフト９
に加えられる回動運動の振幅が大きくなったとすると、
ベーン１８ａ，１８ｂがセパレートブロック７ａ，７ｂ
に当たってその動きを制限される以前にクッション部材
２０ａ或いは２０ｂへと当たり、当該クッション部材２
０ａ，２０ｂを圧縮する。

【００２８】このクッション部材２０ａ，２０ｂの圧縮
によってベーン１８ａ，１８ｂの動きは緩衝され、当該
ベーン１８ａ，１８ｂがセパレートブロック７ａ，７ｂ
へと激しく衝突するのを防止する。

【００２９】しかも、上記ベーン１８ａ，１８ｂによる
クッション部材２０ａ，２０ｂの圧縮動作が繰り返され
たとしても、これらクッション部材２０ａ，２０ｂは、
両端をボディ３とカバー４の係止穴３ｃ，４ｃ，３ｄ，
４ｄによって保持されているので所定の位置から脱落し
てしまうような恐れはない。

【００３０】なお、上記クッション部材２０ａ，２０ｂ
は、この実施例の場合、円柱状に構成してあるが、角柱
状或いはそれらを中空にした中空体として構成するよう
にしてもよい。

【００３１】ただし、この実施例のように、例えば、ク
ッション部材２０ａ，２０ｂを円柱状に構成したとする
と、ベーン１８ａ，１８ｂによる圧縮に伴って当該クッ
ション部材２０ａ，２０ｂの反発力が二次曲線的に増加
することになる。

【００３２】したがって、クッション部材２０ａ，２０
ｂの形状は、そのときどきの使用目的に応じて選んでや
ればよい。

【００３３】一方、ケ−シング５の構成に当って、各構
成部材の製作誤差や組付け誤差等により、ボディ３とカ
バー４の係止穴３ｃ，４ｃ，３ｄ，４ｄよりもセパレー
トブロック７ａ，７ｂの窪み部７ｃ，７ｄが引っ込み、
図３に点線で示すように両者の境界部分に段差ｆができ
る場合が考えられる。

【００３４】上記において、クッション部材２０ａ，２
０ｂが、係止穴３ｃ，４ｃ，３ｄ，４ｄ内に遊挿された
部分を残してベーン１８ａ，１８ｂによりセパレートブ
ロック７ａ，７ｂの窪み部７ｃ，７ｄとの間で圧縮され
たとする。

【００３５】すると、クッション部材２０ａ，２０ｂは
上記境界部分のところで段差ｆに沿い強制的に変形さ
れ、その部分に集中荷重が加わることから繰り返し圧縮
によって当該部分に亀裂が入り、遂には破断を起こして
脱落してしまう恐れが想定される。

【００３６】図４は、上記のような恐れをも考慮に入れ
た場合を示すものであって、係止穴３ｃ，４ｃ，３ｄ，
４ｄをセパレートブロック７ａ，７ｂ側へと偏心した大
径の穴または長穴として構成し、これら大径の穴または
長穴で上記段差ｆによって発生する集中荷重を解消する
ようにしている。

【００３７】また、図５は、上記のようにする代わり
に、テーパ状部分を通してクッション部材２０ａ，２０
ｂの両端部分を細く構成することにより支持部分の弾力
性を増すか、或いはそれと上記の偏心穴とを組み合わせ
ることで段差ｆによるクッション部材２０ａ，２０ｂへ
の影響を除去するようにしている。

【００３８】以上、これまでの実施例にあっては、揺動
型作動機器としてのロータリダンパを例にとって説明し
てきたが、これに対し、ケーシング５に油室１９ａ，１
９ｂへと通じるポートを設け、これらポートを通して作
動油の供給・排出を行うことにより、ロータリアクチュ
エータとしても使用し得ることは明らかである。

【００３９】ただし、ロータリアクチュエータとは違っ
てロータリダンパにあっては、油室１９ａ，１９ｂ内に
作動油を封入しておく関係上、この封入した作動油が油
温変化や外部への漏洩等によって過不足を起こし、ロー
タリダンパとしての正常な作動を阻害する。

【００４０】そこで、図示の実施例にあっては、図１に
みられるように、この作動油の過不足を補償するため
に、シャフト９の内端から軸方向に向って中空部分を形
成し、この中空部分内にフリーピストン２１を摺動自在
に嵌挿して密閉したガス室２２とシャフト９の内端を通
して開口する作動油溜室２３とを構成している。

【００４１】上記作動油溜室２３の開口部分は、カバー
４とシャフト９間の隙間２４から前記したシールレスの
ベアリング１０，１１の摺接面およびスプライン１５の
部分を通して油室１９ａ，１９ｂへと通じ、これら油室
１９ａ，１９ｂ内に生じた作動油の過不足を当該作動油
溜室２３で補償する。

【００４２】ただし、このようにして油室１９ａ，１９
ｂ内における作動油の過不足補償を行うと、ロータリダ
ンパ１の作動時において、油室１９ａ，１９ｂの縮小さ
れた側からベーン体１６の周囲の隙間を通して拡張され
た側へと流れる作動油の一部が作動油溜室２３へと逃
げ、油室１９ａ，１９ｂの拡張された側の作動油量に不
足が生じてキャビテーションを起こすことになる。

【００４３】したがって、当該実施例にあっては、これ
を防ぐために、ベーン体１６に対してボス部１６ａから
ベーン１８ａ，１８ｂに亙って縦貫通孔２５ａ，２５ｂ
を穿ち、かつ、これら縦貫通孔２５ａ，２５ｂとクロス
する横貫通孔２６ａ，２６ｂをベーン１８ａ，１８ｂに
穿設してある。

【００４４】上記横貫通孔２６ａ，２６ｂの油室１９
ａ，１９ｂへの開口部分は、それぞれベーン１８ａ，１
８ｂにピン２７ａ，２７ｂで取り付けたリードバルブ２
８ａ，２８ｂで覆われている。

【００４５】これにより、前記したように、作動油溜室
２３へと通じるスプライン１５の部分が、上記縦貫通孔
２５ａ，２５ｂと横貫通孔２６ａ，２６ｂからリードバ
ルブ２８ａ，２８ｂを通して油室１９ａ，１９ｂへと通
じ、作動油溜室２３内の作動油をこれらの通路で油室１
９ａ，１９へと補給することで上記キャビテーションの
発生を防止するようにしてある。

【００４６】なお、上記ロータリダンパ１を、自動車等
のばね上とばね下間の振動を減衰するダンパとして使用
する場合には、図１にみられるように、例えば、一方の
リードバルブ２８ａにのみ小孔２９ａを設ける。

【００４７】そして、油室１９ａの縮小時においての
み、当該油室１９ａ内の作動油の一部を、リードバルブ
２８ａの小孔２９ａから横貫通孔２６ａ，２６ｂを通し
てリードバルブ２８ｂを開きつつ油室１９ｂに流すと共
に、横貫通孔２６ａ，２６ｂおよび縦貫通孔２５ａ，２
５ｂを通して作動油溜室２３へと流すことで、ロータリ
ダンパ１の回動方向による発生減衰力に差を与えるよう
にしてやる。

【００４８】また、この実施例のロータリダンパ１にあ
っては、冒頭で述べたように、シリンダ２に対してボデ
ィ３とカバー４を嵌着し、それらの結合部をシーム溶接
手段による溶接部６ａ，６ｂで結合することにより、溶
接構造からなるケーシング５を構成している。

【００４９】このように、ケーシング５をシーム溶接手
段で構成することは、一般に、シーム溶接手段が作業性
および技術面からみて極めて効率がよい点で非常に有効
な手段である。

【００５０】しかし、その反面、ケーシング５を溶接構
造とするためには、シリンダ２にボディ３とカバー４を
嵌着した後に溶接を施さなければならない。

【００５１】そのため、シリンダ２とボディ３およびカ
バー４間にシール部材を施しておいて溶接することがで
きず、これらシリンダ２とボディ３およびカバー４間の
シール性は、シリンダ２に対するボディ３とカバー４の
圧入によるメタルコンタクトに頼らざるを得ない。

【００５２】その結果、このようなメタルコンタクトで
はどうしても多少のクリアランスの発生を防止すること
ができず、これらクリアランスを通して溶接部６ａ，６
ｂに油室１９ａ，１９ｂ内の高圧が作用することにな
る。

【００５３】このことから、特に、溶接部６ａ，６ｂが
大径でかつ油室１９ａ，１９ｂに高圧が作用するこの種
のロータリダンパ１にあっては、でき得る限り溶接部６
ａ，６ｂの肉厚を大きくしたとしても、耐圧的にみてそ
のままでは到底適用が困難である。

【００５４】そこで、この実施例にあっては、図１およ
び図６，図７とにみられるように、シリンダ２とボディ
３およびカバー４間のメタルコンタクト部分に環状の圧
力逃溝３０ａ，３０ｂを形成し、これら圧力逃溝３０
ａ，３０ｂを作動油溜室２３へと積極的に繋ぐことによ
り、ケーシング５を溶接構造とすることを可能にしてい
る。

【００５５】すなわち、シリンダ２とボディ３間のメタ
ルコンタクト部分に位置して、当該シリンダ２に対する
ボディ３の圧入面に環状の圧力逃溝３０ａを形成し、こ
の圧力逃溝３０ａをボディ３に設けた切欠溝３１ａでセ
パレートブロック７ａ，７ｂの端面に形成した縦溝３２
ａへと導いている。

【００５６】同様に、シリンダ２とカバー４のメタルコ
ンタクト部分にも、当該カバー４の圧入時のガイド兼ね
た面取りを利用して圧力逃溝３０ｂを形成し、この圧力
逃溝３０ｂを同じくカバー４に設けた切欠溝３１ｂでセ
パレートブロック７ａ，７ｂの反対側端面の縦溝３２ｂ
へと導いている。

【００５７】このことから分かるように、上記圧力逃溝
３０ａ，３０ｂは、ボディ３およびカバー４のメタルコ
ンタクト面に形成しても、或いは、それぞれの面取りを
利用して形成するようにしてもよく、また、シリンダ２
側のコンタクト面に形成してやってもよい。

【００５８】セパレートブロック７ａ，７ｂの両端面に
位置して形成した上記縦溝３２ａ，３２ｂは、当該セパ
レートブロック７ａ，７ｂの両端面中央部分を縦に貫通
して延び、かつ、ノックピン８ａ，８ｂに形成した直径
方向の貫通孔３３ａ，３３ｂと、当該貫通孔３３ａ，３
３ｂにクロスする軸方向の貫通孔３４ａ，３４ｂを通し
て互いに通じている。

【００５９】なお、上記縦溝３２ａ，３２ｂは、例え
ば、図８の例において当該縦溝３２ｂをカバー４に設け
てあるように、当該縦溝３２ａ，３２ｂをセパレートブ
ロック７ａ，７ｂの両端中央に形成することなく、ボデ
ィ３およびカバー４側に形成することも可能である。

【００６０】また、上記のように、この実施例にあって
は、縦溝３２ａ，３２ｂをノックピン８ａ，８ｂの貫通
孔３３ａ，３３ｂと貫通孔３４ａ，３４ｂを通してセパ
レートブロック７ａ，７ｂの外周面から内周面へと導く
ようにしている。

【００６１】しかし、必ずしもこのようにする必要はな
く、例えば、縦溝３２ａ，３２ｂの途中部分をノックピ
ン８ａ，８ｂの外周面を取り巻く環状溝として形成し、
これら環状溝によりノックピン８ａ，８ｂを避けてセパ
レートブロック７ａ，７ｂの外周面から内周面へと導く
ようにしてもよい。

【００６２】そして、これら縦溝３２ａ，３２ｂは、セ
パレートブロック７ａ，７ｂの外周面において前記圧力
逃溝３０ａ，３０ｂから延びる切欠溝３１ａ，３１ｂへ
と通じており、また、内周面においてシールレスのベア
リング１０，１１の摺接面を通してスプライン１５の切
欠溝部分に連通している。

【００６３】上記スプライン１５の部分は、先に説明し
たように、ベアリング１０，１１の摺接面を通してカバ
ー４とシャフト９間の隙間２４から作動油溜室２３へと
通じている。

【００６４】この実施例にあっては、上記の連通をさら
に確実なものとするために、ベアリング１０，１１の摺
接面に上記セパレートブロック７ａ，７ｂ側の縦溝３２
ａ，３２ｂと連通する油溝３５ａ，３５ｂを形成してあ
る。

【００６５】勿論、これら油溝３５ａ，３５ｂは、ボデ
ィ３とベアリング１０およびカバー４とベアリング１１
の嵌着部を通して形成するようにしてもよいことは言う
までもない。

【００６６】かくして、シリンダ２とボディ３およびカ
バー４との各メタルコンタクト面に形成した環状の圧力
逃溝３０ａ，３０ｂは、切欠溝３１ａ，３１ｂとノック
ピン８ａ，８ｂを貫通するセパレートブロック７ａ，７
ｂの縦溝３２ａ，３２ｂ、およびベアリング１０，１１
の油溝３５ａ，３５ｂからなる一連の油通路３６ａ，３
６ｂを通して作動油溜室２３へと通じることになる。

【００６７】これにより、上記圧力逃溝３０ａ，３０ｂ
を常時低圧に保つことで、シリンダ２とボディ３および
カバー４との溶接部６ａ，６ｂに油室１９ａ，１９ｂ内
の高圧が直接作用するのを防止し、ケーシング５を溶接
構造にすることを可能にしている。

【００６８】なお、上記実施例にあっては、シリンダ２
に対してボディ３とカバー４をそれぞれ溶接により取り
付けてケーシング５を構成した非分解式のワンピースタ
イプのロータリダンパを例にとって説明してきたが、例
えば、シリンダとボディを一体構造にしてこれにカバー
４のみを溶接で取り付けた非分解式のワンピースタイプ
のロータリダンパにもこの発明を実施し得るのは言うま
でもない。

【００６９】また、このように溶接によって非分解式に
することなく、それらをボルトで一体的に構成した分解
可能のスリーピースタイプ或いはツーピースタイプのロ
ータリダンパのもこの発明を適用し得ることは勿論であ
る。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、クッション部材を貼着などの面倒な手段を用いず
に、揺動型作動機器の組立時に単に当該クッション部材
の両端部分をボディとカバーの係止穴へと嵌め込むだけ
で組み付けることができる。

【００７１】しかも、組み付け後は、ボディとカバーの
係止穴によって確固に保持されることになるので、長い
間の度重なるベーンからの衝撃によっても脱落するよう
な事態は起らず、常に所期の衝撃吸収作用を保持するこ
とができる。

【００７２】これにより、信頼性に富んだこの種揺動型
作動機器のクッション構造を提供することが可能になる
のである。

【００７３】また、請求項２の発明によれば、上記に加
えて、組み付け時に上記クッション部材の両端保持部が
ボディとカバーの係止穴に対して圧縮方向に隙間をもつ
ことになるので、製作誤差や組付け誤差などがあったと
しても、圧縮時においてクッション部材の両端保持部の
境界部分に集中荷重が加わることがなく、そこから亀裂
が入るのを防止することができる。

【００７４】さらに、請求項３の発明によれば、クッシ
ョン部材の両端保持部がベーンにより圧縮される部分と
比べて小径となるので、両端保持部の境界部分における
弾性力が増し、より上記の集中荷重による亀裂の発生を
阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を車両用ロータリダンパに適用した場
合の実施例を示す縦断正面図である。

【図２】図１におけるＸ−Ｘ線からの縦断側面図であ
る。

【図３】クッション部材の保持部を拡大して示す断面図
である。

【図４】同上の他の実施例を示す拡大断面図である。

【図５】同上のさらに他の実施例を示す拡大断面図であ
る。

【図６】シリンダとボディの結合部分を拡大して示す中
間省略断面図である。

【図７】シリンダとカバーの結合部分を拡大して示す同
じく中間省略断面図である。

【図８】同上の結合部の他の実施例を示す拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

１ ロータリダンパ ２ シリンダ ３ ボディ ３ｃ，３ｄ 係止穴 ４ カバー ４ｃ，４ｄ 係止穴 ７ａ，７ｂ セパレートブロク １８ａ，１８ｂ ベーン ２０ａ，２０ｂ クッション部材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−173778（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−240392（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−102036（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭48−70091（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 9/14 F15B 15/12 F15B 15/22

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベーンと対面するシリンダ側のセパレー
   トブロック面に沿ってクッション部材を配設し、当該ク
   ッション部材の両端部分を、シリンダの両端開口部を塞
   ぐボディとカバーのそれぞれの係止穴内に嵌挿して保持
   したことを特徴とする揺動型作動機器のクッション構
   造。
2. 【請求項２】 上記ボディとカバーの係止穴が、クッシ
   ョン部材の両端部分に対しセパレートブロック側へと偏
   心した大径の穴または長穴として構成してある請求項１
   記載の揺動型作動機器のクッション構造。
3. 【請求項３】 上記クッション部材の両端部分が、テー
   パを通して細く構成してある請求項１または２記載の揺
   動型作動機器のクッション構造。