JP3682941B2 - ロータリアクチュエータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等の車両のカーブ走行時において、横加速度により車体に生じたロール運動を抑制するトーションバー式スタビライザーのプリロード制御用油圧ロータリアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のロータリアクチュエータとしては、例えば、平成７年特許出願公開第１８６６８１号公報にみられるようなものが知られている。
【０００３】
すなわち、このものは、ハウジングを構成する円筒部材の両端延長部内にサイドカバーとサイドプレートを嵌め、当該サイドカバーを加締め手段によって円筒部材に固定すると共に、サイドプレートを溶接によって同じく円筒部材にそれぞれ固定し、これら円筒部材とサイドカバーおよびサイドプレートによってハウジングを構成している。
【０００４】
上記ハウジングの内壁面には、サイドカバーとサイドプレートの間に位置してセパレートブロックが固定して設けてあり、当該セパレートブロックによりハウジングの内部を複数に区画してシリンダとしている。
【０００５】
一方、ロータを構成するシャフトは、サイドカバーとサイドプレートにより両持ち支持してハウジング内に回動自在に配置してあり、かつ、シリンダと対向するシャフトの外周面に溝を設けてベーンの基端を嵌着し、これらベーンとシャフトを一体化してロータを構成している。
【０００６】
かくして、シリンダ側のセパレートブロックとシャフト側のベーンは、互いに協同してそれぞれに設けたシール部材とベーンシールによりシリンダの内部を交互にかつ一つ置きに並ぶ二組の作動油室に区画している。
【０００７】
そして、上記二組の作動油室は、サイドカバーに設けた軸方向油路から半径方向油路を通してサイドカバーの外周面に設けた二つの環状油路に各別に通じ、これら軸方向油路と半径方向油路および環状油路からなる連絡流路を通して二組の作動油室を各組毎にそれぞれ相互に連通している。
【０００８】
また、サイドプレートには、これら各組における一つの作動油室に通じる作動油の給排ポートが設けてあり、このようにして、ハウジング側のサイドプレートとロータ側のシャフトの各端部に二分割したトーションバーのそれぞれの基端側を相互結合機構であるセレーションまたはスプラインで結合している。
【０００９】
これにより、各組における一つの作動油室に給排ポートを通して作動油を供給してやることにより、当該作動油がサイドカバーにおける連絡流路を通してその組の全ての作動油室の流入し、また、他方の組の作動油室内にある作動油が他方の連絡流路から給排ポートをもつ作動油室を通して排出される。
【００１０】
その結果、ロータリアクチュエータは、二つの給排ポートへの作動油の給排操作を切り換えてやることにより正逆両方向に向って選択的に回動し、トーションバーに所定の方向の捩り剛性力を付加してスタビライザーのプリロードを可変制御することになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来例にあっては、二組の作動油室を各組毎に相互に連通するのに、ハウジングの一端延長部内に嵌着したサイドカバーに軸方向油路と半径方向油路および環状油路からなる連絡流路を設けることによってそれを行っている。
【００１２】
そのために、ロータリアクチュエータのトルク発生には直接関与しないサイドカバーの部分に連絡流路を独立させるためのシールを設けるスペースが必要となり、当該サイドカバーの厚みの増大に伴ってロータリアクチュエータとしての軸方向の形態が大型化することになる。
【００１３】
それに加えて、連絡流路の構成に複雑な加工が必要となって製作費の高騰を招くばかりか、流路長の長大化により作動油の流動抵抗が大きくなって二組の作動油室間の圧力差が低減し、発生トルクが低下してロータリアクチュエータとしての性能に悪影響を及ぼすという問題点をも有する。
【００１４】
また、従来例では、ロータ側のシャフトを軸線方向に対しサイドカバーとサイドプレートとの間に軸方向シールを挟んでハウジングにより位置決めしているだけであるために、シャフトがスラスト力を受けると比較的その方向に容易に移動して反対側の軸方向シールの締め代が減少し、当該部分に作動油の洩れが生じてロータリアクチュエータの性能低下をもたらす。
【００１５】
さらに、ロータリアクチュエータの作動時には、トーションバーの捩り剛性力でロータ側のシャフトに捩り反力が加わるにも拘らずが、当該従来例では、二分割した一方のトーションバーの基端側をシャフトの端部に対して結合するようにしている。
【００１６】
そのために、シャフトの受ける捩り応力が大きくなってその分シャフトを大径化しなければならず、これによっても、ロータリアクチュエータの形態が外径方向へと大型化することになる。
【００１７】
しかも、そればかりでなく、ロータを構成する際にベーンをシャフト側の溝に嵌めることで両者を一体結合するという構成をとっているために、上記シャフトの移動に伴いベーンも共に同方向へと移動してサイドカバー或いはサイドプレートに対するベーンシールの一方の締め代が減少し、当該部分からも作動油が洩れてロータリアクチュエータとしての性能が低下するという問題もあった。
【００１８】
さらにまた、二分割したトーションバーの各基端側をハウジング側のサイドプレートとロータ側のシャフトに結合する際に、ロータリアクチュエータの作動位置に合わせて両トーションバーを同じ状態で結合してやる必要がある。
【００１９】
それにも拘らず、従来例にあっては、それらの結合手段に何等の規制機構をも有していないために位置決め作業に手数を要し、組付に多大の時間と手数が掛るという不都合をも有していた。
【００２０】
したがって、この発明の目的は、この種のトーションバー式スタビライザーのプリロード制御用油圧ロータリアクチュエータの小型化を図ることである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的の小型化を図った本発明のロータリアクチュエータの構成は、二分割したトーションバーの基端側をハウジングとロータに結合し、油圧力によってトーションバーのプリロードを制御する油圧可変型スタビライザー用のロータリアクチュエータにおいて、外周面に二つの環状溝を有するプラグをロータのシャフト内に挿入して配置し、これら環状溝とシャフトの内壁面とで二つの環状油路を画成すると共に、当該環状油路をシャフトに対し軸方向へとずらして穿った油孔によりハウジングにおけるシリンダ内の各作動油室に交互にかつ一つ置きに連通し、更に上記二つの環状油路の両側壁面にそれぞれ面積差を与えて油圧力によりプラグとシャフトに反対向きのスラスト力を付与し、当該プラグ側のスラスト力をハウジングで受け止めつつシャフトをハウジングへと押し付けてシリンダに対するシャフトの位置決めを行うようにしたことを特徴とするものである。
【００２２】
すなわち、外周面に二つの環状溝を有するプラグをロータのシャフト内に挿入して配置し、これら環状溝とシャフトの内壁面とで二つの環状油路を画成すると共に、当該環状油路をシャフトに対し軸方向へとずらして穿った油孔によりハウジングにおけるシリンダ内の各作動油室に交互にかつ一つ置きに連通したことによって、シリンダ内の各組同志の作動油室を相互に連通する連絡油路を当該シリンダの一端を塞ぐサイドカバーに設けてやることなく、もともとあるロータ側のシャフトの中空部を利用して設けることができる。
【００２３】
その結果、耐圧強度のみに基いてサイドカバーの厚みを決定することができるので当該サイドカバーの厚みを必要最小限にとることができ、それによって、軸方向に対するロータリアクチュエータの形態を小型化することが可能になる。
【００２４】
しかも、プラグの外周面に画成した環状油路とシャフトに穿った半径方向の油孔のみで、軸方向油路を用いることなくシリンダ内の各組同志の作動油室を相互に連通する連絡流路を構成することができる。
【００２５】
そのために、連絡流路の加工を簡素化して加工費の低減を図ることができるばかりか、軸方向油路の廃止により連絡流路の流路長をも短くして作動油の流動抵抗を低減し、二組の作動油室間の圧力差を大きくして発生トルクを増大し、ロータリアクチュエータとしての性能をも向上させることができる。
【００２６】
また、上記と併せて、プラグの外周面に画成した二つの環状油路の両側壁面にそれぞれ面積差を与えて油圧力によりプラグとシャフトに反対向きのスラスト力を付与し、当該プラグ側のスラスト力をハウジングで受け止めつつシャフトをハウジングへと押し付けてシリンダに対するシャフトの位置決めを行うようにしてやる。
【００２７】
このようにすることで、上記したロータリアクチュエータの形態のコンパクト化は勿論のこと、スラスト力を受けた場合のシャフトの軸方向への動きをも防いでハウジングとロータ間の軸方向シールの締め代の低減を少なく抑え、当該部分からの作動油の洩れを阻止してロータリアクチュエータの性能低下を防止することもできる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基いてこの発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００３７】
図１は、ロータリアクチュエータ１を縦断して示す正面図であって、当該ロータリアクチュエータ１は、ハウジング２とその内部に回動自在に配置したロータ３とで構成されている。
【００３８】
ハウジング２は、円筒部材からなるケーシング４の両端にサイドカバー５とサイドプレート６を嵌着して作られており、これらサイドカバー５とサイドプレート６との間のケーシング４の内部をシリンダ７として形成している。
【００３９】
この場合、サイドカバー５は、外周面に介装したシール８で密封状態を保ちつつケーシング４の一端に嵌め、かつ、ケーシング４の内壁に形成した段部９と当該ケーシング４にねじ込んだリングナット１０とで挟んで固定してある。
【００４０】
それに対して、サイドプレート６は、脚部６ａをケーシング４の他端に差し込んで嵌着すると共に、この状態でケーシング４とサイドプレート６の接合部分に溶接１１を施すことで同じく密封状態を保って取り付けてある。
【００４１】
上記ケーシング４におけるシリンダ７の内壁面には、サイドカバー５とサイドプレート６の間に亙って軸方向に沿い二個のセパレートブロック１２ａ，１２ｂが配設してある。
【００４２】
これらセパレートブロック１２ａ，１２ｂは、サイドカバー５とサイドプレート６との間に介装したピン１３でハウジング２に対し１８０度の間隔を保って固定してある。
【００４３】
また、セパレートブロック１２ａ，１２ｂには、それぞれの外周面を取り巻いてシール部材１４ａ，１４ｂが配設してあり、当該シール部材１４ａ，１４ｂでシリンダ７とサイドカバー５およびサイドプレート６のそれぞれの内壁面に対する当接面を油密状態に保っている。
【００４４】
一方、ロータ３は、管状部材からなるシャフト１５と、図２の横断平面図で示したように、当該シャフト１５の外周面に１８０度の間隔を保って配置した二枚のベーン１６ａ，１６ｂとで作られている。
【００４５】
シャフト１５は、ハウジング２内に位置してサイドカバー５とサイドプレート６に嵌着したベアリング１７で回動自在に両持ち支持してあり、かつ、この状態で、ハウジング２側のシリンダ７と対向する部分が大径部１５ａとして構成されている。
【００４６】
これらベアリング１７の内方側に連設して大径部１５ａの側面とサイドカバー５およびサイドプレート６との間には、当該大径部１５ａと同じ外径をもつバックアッププレート１８と、断面直角三角形状のリングシール１９ａとバックアップリング１９ｂを断面が四角形状になるように組み合わせたシール部材１９が両者の間にばね要素２０を挟んで配設してある。
【００４７】
なお、当該実施の形態にあっては、後記するように、シャフト１５に働くスラスト力を受け止めるために、サイドカバー５側におけるシャフト１５の外径を二段構成とし、当該二段構成によって作った段部２１をサイドカバー５の鍔部５ａとの間に低摩擦材料で作ったブッシュ２２を挟んで当接している。
【００４８】
シャフト１５側に配置される二枚のベーン１６ａ，１６ｂは、サイドカバー５とサイドプレート６との間に亙る大径部１５ａの外周面にキー２３ａ，２３ｂにより１８０度の間隔を保って軸方向へと相対変位可能に取り付けてある。
【００４９】
これにより、シャフト１５とベーン１６ａ，１６ｂは、回動方向に対してキー２３ａ，２３ｂにより一体となって動くと共に、シャフト１５にスラスト力が加わったとしても当該スラスト力がベーン１６ａ，１６ｂに伝達されるのを阻止している。
【００５０】
そして、これらベーン１６ａ，１６ｂの外周面にも前記したセパレートブロック１２ａ，１２ｂと同様に、それらを取り巻いてベーンシール２４ａ，２４ｂが配設してあり、これらベーンシール２４ａ，２４ｂでシリンダ７とサイドカバー５およびサイドプレート６のそれぞれの内壁面に対する当接面を油密状態に保っている。
【００５１】
また、セパレートブロック１２ａ，１２ｂとベーン１６ａ，１６ｂの各先端面は、シール部材１４ａ，１４ｂとベーンシール２４ａ，２４ｂを介してシャフト１５の大径部１５ａの外周面とシリンダ７の内壁面とにそれぞれ摺接し、これらの摺接面をも油密状態に保っている。
【００５２】
このようにして、図３の縦断側面図にみられるように、シリンダ７の内部をセパレートブロック１２ａ，１２ｂとベーン１６ａ，１６ｂとで対角位置にある作動油室２５ａ，２５ｂと作動油室２６ａ，２６ｂの二組の作動油室に区画している。
【００５３】
上記二組の作動油室における作動油室２５ａと２６ａは、サイドプレート６に設けた給排ポート２７，２８（図２と図３参照）によって外部に通じており、これら給排ポート２７，２８を通して作動油の給排を行うようにしてある。
【００５４】
図１および図２に戻って、上記作動油室２５ａ，２６ａと併せてそれぞれの組の作動油室２５ｂ，２６ｂにも作動油の給排を行うために、ロータ３のシャフト１５に設けた貫通孔２９の内部にプラグ３０を挿入して配置してある。
【００５５】
プラグ３０は、外周面に三個のシール３１，３２，３３を設けて貫通孔２９の内壁面に接し、当該貫通孔２９の内壁面とこれら三個のシール３１，３２，３３の間に並べて設けた環状溝とで二つの環状油路３４，３５を油密状態に保って形成している。
【００５６】
上記環状油路３４，３５は、シャフト１５の大径部１５ａに軸方向へとずらして穿った半径方向の油孔３６，３７（図３参照）で作動油室２５ａ，２５ｂと作動油室２６ａ，２６ｂにそれぞれ通じ、シリンダ７内における各組同志の作動油室２５ａと２５ｂおよび作動油室２６ａと２６ｂを相互に連通している。
【００５７】
また、プラグ３０には、シール３１，３２，３３の部分を順次に大径化して段差を与え、これに合わせて、シャフト１５の貫通孔２９の該当部分をも段状に形成して、各環状油路３４，３５の両側壁面にそれぞれ面積差を与えている。
【００５８】
これらの面積差によってプラグ３０は、環状油路３４または３５内の油圧力でサイドプレート６側に向うスラスト力を受け、このスラスト力を、プラグ３０から軸方向に延びるピン３８を通してサイドプレート６に嵌着したキャップ３９で受け止めている。
【００５９】
その結果、シャフト１５には、プラグ３０に加わるスラスト力の反力としてサイドカバー５側に向う反対方向のスラスト力が作用し、当該スラスト力によってシャフト１５の段部２１をサイドカバー５に設けた低摩擦のブッシュ２２へと押し付けている。
【００６０】
かくして、ハウジング２とロータ３は、段部２１とブッシュ２２で軸方向への相対移動を規制しつつ両者の位置決めを行いながらベアリング１７を通して相対回動運動可能に組み合わされる。
【００６１】
しかも、この状態において、シール部材１９のリングシール１９ａは、ばね要素２０によってバックアップリング１９ｂとの接合斜面に働く楔効果で常にサイドカバー５の内壁面とシャフト１５の外周面へと一定の荷重で押し付けられ、当該部分における密封性を良好に保つ。
【００６２】
また、そればかりでなく、仮令シャフト１５が軸方向に移動したとしても、上記ばね要素２０によるシール部材１９の楔効果でリングシール１９ａの密封性を安定して確保する。
【００６３】
さらに、シャフト１５の大径部１５ａにキー２３ａ，２３ｂを介してそれぞれのベーン１６ａ，１６ｂを軸方向へと相対変位可能に取り付けたことにより、これらベーン１６ａ，１６ｂは、シャフト１５の軸方向への移動に関係なくベーンシール２４ａ，２４ｂの密封性をも常に安定して確保する。
【００６４】
一方、これらハウジング２とロータ３には、スタビライザーを構成する二分割したトーションバー４０ａ，４０ｂの各基端側をそれぞれ結合するための相互結合機構４１ａ，４１ｂが設けてある。
【００６５】
これら結合機構４１ａ，４１ｂは、セレーションまたはスプラインで構成されており、かつ、ハウジング２側の結合機構４１ａは、サイドプレート６を穿って形成してある。
【００６６】
それに対して、ロータ３側の結合機構４１ｂは、トーションバー４０ｂの捩り反力で生じるシャフト１５の捩り応力が小さくなる作動油室２５ａ，２５ｂおよび２６ａ，２６ｂの範囲内に位置して当該シャフト１５における貫通孔２９の内壁面の部分に形成してある。
【００６７】
しかも、これら結合機構４１ａ，４１ｂおよびトーションバー４０ａ，４０ｂにおけるセレーションまたはスプラインの一部を、図４および図５に示すようにそれぞれ一部を欠歯して構成している。
【００６８】
このようにすることで、ハウジング２とロータ３に対し二分割したトーションバー４０ａ，４０ｂの基端側を結合する際に、それぞれの欠歯部分を合わせてこれらトーションバー４０ａ，４０ｂの基端側を挿入しないと差し込むことができないことになる。
【００６９】
したがって、予め、ハウジング２とロータ３の結合機構４１ａ，４１ｂとトーションバー４０ａ，４０ｂのセレーションまたはスプラインの部分にこれら欠歯部分を所定の相対位置関係で構成しておくことにより、ロータリアクチュエータ１のトーションバー４０ａ，４０ｂへの組付時における位置合わせが簡単となって車両への組み付けが容易化される。
【００７０】
次に、以上のように構成したロータリアクチュエータ１の作動について説明することにする。
【００７１】
例えば、車両が直進走行しているときのように車体に横加速度が作用しないときには、ロータリアクチュエータ１の給排ポート２７，２８を共にブロックしておく。
【００７２】
この給排ポート２７，２８のブロックによってロータリアクチュエータ１内にある作動油が密封され、ハウジング２とロータ３の相対回動運動が阻止されることから、二分割したスタビライザーのトーションバー４０ａ，４０ｂは、ロータリアクチュエータ１を通して一体的に結合された状態を保つ。
【００７３】
その結果、トーションバー４０ａ，４０ｂは、車体の上下振動によって捩られることなく、互いに一体となって通常のスタビライザーとしての作用を行うことになる。
【００７４】
それに対して、例えば車両が急なカーブを切り、そのときに生じた横加速度で車体が外側へと大きく傾こうとした場合には、ロータリアクチュエータ１における給排ポート２７，２８を開き、傾きの方向に合わせて給排ポート２７，２８の一方から圧力作動油を送り込んでやる。
【００７５】
ここで、今、車体の傾きの方向に合わせて給排ポート２７から圧力作動油を送り込んでやったとすると、この圧力作動油は、作動油室２５ａを通してここから油孔３６と環状油路３４により作動油室２５ａと組の作動油室２５ｂにも流入する。
【００７６】
これにより、一方の組の作動油室２５ａ，２５ｂは、共に容積を拡張しつつセパレートブロック１２ａとベーン１６ａおよびセパレートブロック１２ｂとベーン１６ｂをそれぞれ遠ざける方向に向って押す。
【００７７】
また、これに伴って、他方の組の作動油室２６ａ，２６ｂの容積は収縮し、作動油室２６ｂ内の作動油を油孔３７と環状油路３５を通して作動油室２６ａに押し出し、ここで作動油室２６ａ内の作動油と一緒になって給排ポート２８から排出される。
【００７８】
その結果、図３において、ハウジング２が反時計回りにまたロータ３が時計回りへと相対回動運動を起してトーションバー４０ａ，４０ｂを捩り、所望の方向にスタビライザーの剛性力を高めて車両の傾きを抑える。
【００７９】
それに対して、車両が逆の方向にカーブを切り、そのときに生じた横加速度で車体が反対方向に大きく傾こうとした場合には、今度は、給排ポート２８から圧力作動油を送り込んでやる。
【００８０】
すると、給排ポート２８からの圧力作動油は、作動油室２６ａを通してここから油孔３７と環状油路３５により作動油室２６ａと組の作動油室２６ｂに流入する。
【００８１】
その結果、先の場合とは反対に、作動油室２６ａ，２６ｂが共に容積を拡張してセパレートブロック１２ａとベーン１６ｂおよびセパレートブロック１２ｂとベーン１６ａをそれぞれ遠ざける方向に向って押す。
【００８２】
また、これに伴い、他方の組の作動油室２５ａ，２５ｂの容積が収縮して、作動油室２５ｂ内の作動油を油孔３６と環状油路３４を通して作動油室２５ａに押し出し、ここで作動油室２５ａ内の作動油と一緒になって給排ポート２７から排出される。
【００８３】
これにより、今度は、図３においてハウジング２が時計回りにまたロータ３が反時計回りへと相対回動運動を起し、トーションバー４０ａ，４０ｂを逆の方向に捩って、先の場合とは逆の方向にスタビライザーの剛性力を高めて車両の傾きを抑えることになる。
【００８４】
しかも、これら何れの場合にあっても、ロータ３側に結合したトーションバー４０ｂの捩り反力が、結合部分であるシャフト１５の結合機構４１ｂを通して駆動部分の作動油室２５ａ，２５ｂまたは２６ａ，２６ｂと対応するシャフト１５の大径部１５ａに加わる。
【００８５】
そのために、シャフト１５の捩り応力が小さくなってその分大径部１５ａを細く構成でき、ロータリアクチュエータ１としての外径方向の形態を縮めて小型にすることができる。
【００８６】
なお、高速でカーブを走行するときとかカーブが特にきつい場合には、車体に生じる横加速度が著しく大きくなるのでロータリアクチュエータ１を作動限界まで急速に動作させる必要が生じる。
【００８７】
このとき、ハウジング２側のセパレートブロック１２ａ，１２ｂとロータ３側のベーン１６ａ，１６ｂが激しくぶつかって衝撃を発生したり、或いはロータリアクチュエータ１の耐久性を低下させてしまう恐れが生じる。
【００８８】
これら点が危惧される場合には、図３における給排ポート２７，２８の位置をセパレートブロック１２ａからもっと離して、作動限界のより手前で給排ポート２７，２８をベーン１６ａまたは１６ｂで塞ぎ、戻り側の作動油をブロックしてオイルロックを働かせるなり、或いは、セパレートブロック１２ａ，１２ｂの両側作用面にバンプラバー４２ａ，４２ｂを設けてやるようにすればよい。
【００８９】
しかも、これらバンプラバー４２ａ，４２ｂを設ける際に、図３のようにバンプラバー４２ａ，４２ｂの基端側の装着部を梯形状に形成し、当該梯形状の装着部をシリンダ７とセパレートブロック１２ａ，１２ｂで挟み込んでやることにより、特に抜け止めを施すことなく所定の部分にバンプラバー４２ａ，４２ｂを設けることができる。
【００９０】
また、当該実施の形態にあっては、バンプラバー４２ａ，４２ｂをセパレートブロック１２ａ，１２ｂの両側作用面に設けるようにしたが、これに代えてベーン１６ａ，１６ｂの両側作用面に同様にして設けるようにしもよいことは勿論である。
【００９１】
さらに、上記した実施の形態では、二つのセパレートブロック１２ａ，１２ｂとベーン１６ａ，１６ｂとで二つづつ一組の作動油室２５ａ，２５ｂと作動油室２６ａ，２６ｂに分けたロータリアクチュエータ１について述べてきた。
【００９２】
しかし、これらセパレートブロックとベーンの数を変えて一組の作動油室数を三つ以上にしたロータリアクチュエータに対しても、それに合わせて、ロータ３側のシャフト１５の油孔３６，３７の数を殖やすことによりそのまま適用し得ることは言うまでもない。
【００９３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、外周面に二つの環状溝を有するプラグをロータのシャフト内に挿入して配置し、これら環状溝とシャフトの内壁面とで二つの環状油路を画成すると共に、当該環状油路をシャフトに対し軸方向へとずらして穿った油孔によりハウジングにおけるシリンダ内の各作動油室に交互にかつ一つ置きに連通し、これら環状油路と油孔を通してシリンダ内の各組同志の作動油室を相互に連通するようにしたので、ハウジングを作動油圧力による耐圧強度のみに基いて構成することができる。
【００９４】
このように、ロータリアクチュエータの外郭部分を形作るハウジングを作動油圧力による耐圧強度のみに基いて必要最小限に構成し得ることから、ロータリアクチュエータの形態を軸方向に短くして小型化することができる。
【００９５】
しかも、プラグの外周面に画成した環状油路とシャフトに穿った半径方向の油孔のみで、シリンダ内の各組同志の作動油室を相互に連通する連絡流路を構成することができるので、これら連絡流路の加工を簡素化して加工費の低減を図ることができるばかりでなく、当該連絡流路の流路長を短くして作動油の流動抵抗を低減し、二組の作動油室間の圧力差を大きく保って発生トルクを増大しつつロータリアクチュエータとしての性能をも向上させることができる。
【００９６】
更に、請求項１の発明によれば、プラグの外周面に画成した二つの環状油路の両側壁面にそれぞれ面積差を与えて油圧力によりプラグとシャフトに反対向きのスラスト力を付与し、当該プラグ側のスラスト力をハウジングで受け止めつつシャフトをハウジングへと押し付けてシリンダに対するシャフトの位置決めを行うようにしたことにより、上記の効果に加えて、スラスト力を受けた場合のシャフトの軸方向への動きを防いでハウジングとロータ間の軸方向シールの締め代の低減を少なく抑え、当該部分からの作動油の洩れを阻止してロータリアクチュエータの性能低下をも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による油圧可変型スタビライザー用のロータリアクチュエータを示す縦断正面図である。
【図２】同じく、上記ロータリアクチュエータの横断平面図である。
【図３】同上、図１におけるＡ−Ａ線からの縦断側面図である。
【図４】ロータリアクチュエータ側の結合機構であるセレーション穴を拡大して示す断面図である。
【図５】上記セレーション穴に結合するトーションバー側のセレーション軸を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ ロータリアクチュエータ
２ ハウジング
３ ロータ
４ ケーシング
５ サイドカバー
５ａ サイドカバーの鍔部
６ サイドプレート
７ シリンダ
１２ａ，１２ｂ セパレートブロック
１３ セパレートブロック固定用のピン
１４ａ，１４ｂ セパレートブロックのシール部材
１５ シャフト
１５ａ シャフトの大径部
１６ａ，１６ｂ ベーン
１７ ベアリング
１８ バックアッププレート
１９ シール部材
２０ ばね要素
２１ シャフトの段部
２２ スラストブッシュ
２３ａ，２３ｂ ベーン固定用のキー
２４ａ，２４ｂ ベーンのシール部材
２５ａ，２５ｂ 一方の組の作動油室
２６ａ，２６ｂ 他方の組の作動油室
２７ 一方の組の作動油室の一つに通じる給排ポート
２８ 他方の組の作動油室の一つに通じる給排ポート
３０ プラグ
３１，３２，３３ プラグに設けたシール
３４，３５ プラグの外周に画成した環状油路
３６，３７ 各環状油路を通して同じ組同志の作動油室を連通する油孔
３８ プラグに設けたピン
３９ ピンを介してプラグのスラスト力を受け止めるキャップ
４０ａ，４０ｂ スタビライザー用の二分割したトーションバー
４１ａ，４１ｂ セレーションまたはスプラインからなる結合機構
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等の車両のカーブ走行時において、横加速度により車体に生じたロール運動を抑制するトーションバー式スタビライザーのプリロード制御用油圧ロータリアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のロータリアクチュエータとしては、例えば、平成７年特許出願公開第１８６６８１号公報にみられるようなものが知られている。
【０００３】
すなわち、このものは、ハウジングを構成する円筒部材の両端延長部内にサイドカバーとサイドプレートを嵌め、当該サイドカバーを加締め手段によって円筒部材に固定すると共に、サイドプレートを溶接によって同じく円筒部材にそれぞれ固定し、これら円筒部材とサイドカバーおよびサイドプレートによってハウジングを構成している。
【０００４】
上記ハウジングの内壁面には、サイドカバーとサイドプレートの間に位置してセパレートブロックが固定して設けてあり、当該セパレートブロックによりハウジングの内部を複数に区画してシリンダとしている。
【０００５】
一方、ロータを構成するシャフトは、サイドカバーとサイドプレートにより両持ち支持してハウジング内に回動自在に配置してあり、かつ、シリンダと対向するシャフトの外周面に溝を設けてベーンの基端を嵌着し、これらベーンとシャフトを一体化してロータを構成している。
【０００６】
かくして、シリンダ側のセパレートブロックとシャフト側のベーンは、互いに協同してそれぞれに設けたシール部材とベーンシールによりシリンダの内部を交互にかつ一つ置きに並ぶ二組の作動油室に区画している。
【０００７】
そして、上記二組の作動油室は、サイドカバーに設けた軸方向油路から半径方向油路を通してサイドカバーの外周面に設けた二つの環状油路に各別に通じ、これら軸方向油路と半径方向油路および環状油路からなる連絡流路を通して二組の作動油室を各組毎にそれぞれ相互に連通している。
【０００８】
また、サイドプレートには、これら各組における一つの作動油室に通じる作動油の給排ポートが設けてあり、このようにして、ハウジング側のサイドプレートとロータ側のシャフトの各端部に二分割したトーションバーのそれぞれの基端側を相互結合機構であるセレーションまたはスプラインで結合している。
【０００９】
これにより、各組における一つの作動油室に給排ポートを通して作動油を供給してやることにより、当該作動油がサイドカバーにおける連絡流路を通してその組の全ての作動油室の流入し、また、他方の組の作動油室内にある作動油が他方の連絡流路から給排ポートをもつ作動油室を通して排出される。
【００１０】
その結果、ロータリアクチュエータは、二つの給排ポートへの作動油の給排操作を切り換えてやることにより正逆両方向に向って選択的に回動し、トーションバーに所定の方向の捩り剛性力を付加してスタビライザーのプリロードを可変制御することになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来例にあっては、二組の作動油室を各組毎に相互に連通するのに、ハウジングの一端延長部内に嵌着したサイドカバーに軸方向油路と半径方向油路および環状油路からなる連絡流路を設けることによってそれを行っている。
【００１２】
そのために、ロータリアクチュエータのトルク発生には直接関与しないサイドカバーの部分に連絡流路を独立させるためのシールを設けるスペースが必要となり、当該サイドカバーの厚みの増大に伴ってロータリアクチュエータとしての軸方向の形態が大型化することになる。
【００１３】
それに加えて、連絡流路の構成に複雑な加工が必要となって製作費の高騰を招くばかりか、流路長の長大化により作動油の流動抵抗が大きくなって二組の作動油室間の圧力差が低減し、発生トルクが低下してロータリアクチュエータとしての性能に悪影響を及ぼすという問題点をも有する。
【００１４】
また、従来例では、ロータ側のシャフトを軸線方向に対しサイドカバーとサイドプレートとの間に軸方向シールを挟んでハウジングにより位置決めしているだけであるために、シャフトがスラスト力を受けると比較的その方向に容易に移動して反対側の軸方向シールの締め代が減少し、当該部分に作動油の洩れが生じてロータリアクチュエータの性能低下をもたらす。
【００１５】
さらに、ロータリアクチュエータの作動時には、トーションバーの捩り剛性力でロータ側のシャフトに捩り反力が加わるにも拘らずが、当該従来例では、二分割した一方のトーションバーの基端側をシャフトの端部に対して結合するようにしている。
【００１６】
そのために、シャフトの受ける捩り応力が大きくなってその分シャフトを大径化しなければならず、これによっても、ロータリアクチュエータの形態が外径方向へと大型化することになる。
【００１７】
しかも、そればかりでなく、ロータを構成する際にベーンをシャフト側の溝に嵌めることで両者を一体結合するという構成をとっているために、上記シャフトの移動に伴いベーンも共に同方向へと移動してサイドカバー或いはサイドプレートに対するベーンシールの一方の締め代が減少し、当該部分からも作動油が洩れてロータリアクチュエータとしての性能が低下するという問題もあった。
【００１８】
さらにまた、二分割したトーションバーの各基端側をハウジング側のサイドプレートとロータ側のシャフトに結合する際に、ロータリアクチュエータの作動位置に合わせて両トーションバーを同じ状態で結合してやる必要がある。
【００１９】
それにも拘らず、従来例にあっては、それらの結合手段に何等の規制機構をも有していないために位置決め作業に手数を要し、組付に多大の時間と手数が掛るという不都合をも有していた。
【００２０】
したがって、この発明の目的は、この種のトーションバー式スタビライザーのプリロード制御用油圧ロータリアクチュエータの小型化を図ることである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的の小型化を図った本発明のロータリアクチュエータの構成は、二分割したトーションバーの基端側をハウジングとロータに結合し、油圧力によってトーションバーのプリロードを制御する油圧可変型スタビライザー用のロータリアクチュエータにおいて、外周面に二つの環状溝を有するプラグをロータのシャフト内に挿入して配置し、これら環状溝とシャフトの内壁面とで二つの環状油路を画成すると共に、当該環状油路をシャフトに対し軸方向へとずらして穿った油孔によりハウジングにおけるシリンダ内の各作動油室に交互にかつ一つ置きに連通し、更に上記二つの環状油路の両側壁面にそれぞれ面積差を与えて油圧力によりプラグとシャフトに反対向きのスラスト力を付与し、当該プラグ側のスラスト力をハウジングで受け止めつつシャフトをハウジングへと押し付けてシリンダに対するシャフトの位置決めを行うようにしたことを特徴とするものである。
【００２２】
すなわち、外周面に二つの環状溝を有するプラグをロータのシャフト内に挿入して配置し、これら環状溝とシャフトの内壁面とで二つの環状油路を画成すると共に、当該環状油路をシャフトに対し軸方向へとずらして穿った油孔によりハウジングにおけるシリンダ内の各作動油室に交互にかつ一つ置きに連通したことによって、シリンダ内の各組同志の作動油室を相互に連通する連絡油路を当該シリンダの一端を塞ぐサイドカバーに設けてやることなく、もともとあるロータ側のシャフトの中空部を利用して設けることができる。
【００２３】
その結果、耐圧強度のみに基いてサイドカバーの厚みを決定することができるので当該サイドカバーの厚みを必要最小限にとることができ、それによって、軸方向に対するロータリアクチュエータの形態を小型化することが可能になる。
【００２４】
しかも、プラグの外周面に画成した環状油路とシャフトに穿った半径方向の油孔のみで、軸方向油路を用いることなくシリンダ内の各組同志の作動油室を相互に連通する連絡流路を構成することができる。
【００２５】
そのために、連絡流路の加工を簡素化して加工費の低減を図ることができるばかりか、軸方向油路の廃止により連絡流路の流路長をも短くして作動油の流動抵抗を低減し、二組の作動油室間の圧力差を大きくして発生トルクを増大し、ロータリアクチュエータとしての性能をも向上させることができる。
【００２６】
また、上記と併せて、プラグの外周面に画成した二つの環状油路の両側壁面にそれぞれ面積差を与えて油圧力によりプラグとシャフトに反対向きのスラスト力を付与し、当該プラグ側のスラスト力をハウジングで受け止めつつシャフトをハウジングへと押し付けてシリンダに対するシャフトの位置決めを行うようにしてやる。
【００２７】
このようにすることで、上記したロータリアクチュエータの形態のコンパクト化は勿論のこと、スラスト力を受けた場合のシャフトの軸方向への動きをも防いでハウジングとロータ間の軸方向シールの締め代の低減を少なく抑え、当該部分からの作動油の洩れを阻止してロータリアクチュエータの性能低下を防止することもできる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基いてこの発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００３７】
図１は、ロータリアクチュエータ１を縦断して示す正面図であって、当該ロータリアクチュエータ１は、ハウジング２とその内部に回動自在に配置したロータ３とで構成されている。
【００３８】
ハウジング２は、円筒部材からなるケーシング４の両端にサイドカバー５とサイドプレート６を嵌着して作られており、これらサイドカバー５とサイドプレート６との間のケーシング４の内部をシリンダ７として形成している。
【００３９】
この場合、サイドカバー５は、外周面に介装したシール８で密封状態を保ちつつケーシング４の一端に嵌め、かつ、ケーシング４の内壁に形成した段部９と当該ケーシング４にねじ込んだリングナット１０とで挟んで固定してある。
【００４０】
それに対して、サイドプレート６は、脚部６ａをケーシング４の他端に差し込んで嵌着すると共に、この状態でケーシング４とサイドプレート６の接合部分に溶接１１を施すことで同じく密封状態を保って取り付けてある。
【００４１】
上記ケーシング４におけるシリンダ７の内壁面には、サイドカバー５とサイドプレート６の間に亙って軸方向に沿い二個のセパレートブロック１２ａ，１２ｂが配設してある。
【００４２】
これらセパレートブロック１２ａ，１２ｂは、サイドカバー５とサイドプレート６との間に介装したピン１３でハウジング２に対し１８０度の間隔を保って固定してある。
【００４３】
また、セパレートブロック１２ａ，１２ｂには、それぞれの外周面を取り巻いてシール部材１４ａ，１４ｂが配設してあり、当該シール部材１４ａ，１４ｂでシリンダ７とサイドカバー５およびサイドプレート６のそれぞれの内壁面に対する当接面を油密状態に保っている。
【００４４】
一方、ロータ３は、管状部材からなるシャフト１５と、図２の横断平面図で示したように、当該シャフト１５の外周面に１８０度の間隔を保って配置した二枚のベーン１６ａ，１６ｂとで作られている。
【００４５】
シャフト１５は、ハウジング２内に位置してサイドカバー５とサイドプレート６に嵌着したベアリング１７で回動自在に両持ち支持してあり、かつ、この状態で、ハウジング２側のシリンダ７と対向する部分が大径部１５ａとして構成されている。
【００４６】
これらベアリング１７の内方側に連設して大径部１５ａの側面とサイドカバー５およびサイドプレート６との間には、当該大径部１５ａと同じ外径をもつバックアッププレート１８と、断面直角三角形状のリングシール１９ａとバックアップリング１９ｂを断面が四角形状になるように組み合わせたシール部材１９が両者の間にばね要素２０を挟んで配設してある。
【００４７】
なお、当該実施の形態にあっては、後記するように、シャフト１５に働くスラスト力を受け止めるために、サイドカバー５側におけるシャフト１５の外径を二段構成とし、当該二段構成によって作った段部２１をサイドカバー５の鍔部５ａとの間に低摩擦材料で作ったブッシュ２２を挟んで当接している。
【００４８】
シャフト１５側に配置される二枚のベーン１６ａ，１６ｂは、サイドカバー５とサイドプレート６との間に亙る大径部１５ａの外周面にキー２３ａ，２３ｂにより１８０度の間隔を保って軸方向へと相対変位可能に取り付けてある。
【００４９】
これにより、シャフト１５とベーン１６ａ，１６ｂは、回動方向に対してキー２３ａ，２３ｂにより一体となって動くと共に、シャフト１５にスラスト力が加わったとしても当該スラスト力がベーン１６ａ，１６ｂに伝達されるのを阻止している。
【００５０】
そして、これらベーン１６ａ，１６ｂの外周面にも前記したセパレートブロック１２ａ，１２ｂと同様に、それらを取り巻いてベーンシール２４ａ，２４ｂが配設してあり、これらベーンシール２４ａ，２４ｂでシリンダ７とサイドカバー５およびサイドプレート６のそれぞれの内壁面に対する当接面を油密状態に保っている。
【００５１】
また、セパレートブロック１２ａ，１２ｂとベーン１６ａ，１６ｂの各先端面は、シール部材１４ａ，１４ｂとベーンシール２４ａ，２４ｂを介してシャフト１５の大径部１５ａの外周面とシリンダ７の内壁面とにそれぞれ摺接し、これらの摺接面をも油密状態に保っている。
【００５２】
このようにして、図３の縦断側面図にみられるように、シリンダ７の内部をセパレートブロック１２ａ，１２ｂとベーン１６ａ，１６ｂとで対角位置にある作動油室２５ａ，２５ｂと作動油室２６ａ，２６ｂの二組の作動油室に区画している。
【００５３】
上記二組の作動油室における作動油室２５ａと２６ａは、サイドプレート６に設けた給排ポート２７，２８（図２と図３参照）によって外部に通じており、これら給排ポート２７，２８を通して作動油の給排を行うようにしてある。
【００５４】
図１および図２に戻って、上記作動油室２５ａ，２６ａと併せてそれぞれの組の作動油室２５ｂ，２６ｂにも作動油の給排を行うために、ロータ３のシャフト１５に設けた貫通孔２９の内部にプラグ３０を挿入して配置してある。
【００５５】
プラグ３０は、外周面に三個のシール３１，３２，３３を設けて貫通孔２９の内壁面に接し、当該貫通孔２９の内壁面とこれら三個のシール３１，３２，３３の間に並べて設けた環状溝とで二つの環状油路３４，３５を油密状態に保って形成している。
【００５６】
上記環状油路３４，３５は、シャフト１５の大径部１５ａに軸方向へとずらして穿った半径方向の油孔３６，３７（図３参照）で作動油室２５ａ，２５ｂと作動油室２６ａ，２６ｂにそれぞれ通じ、シリンダ７内における各組同志の作動油室２５ａと２５ｂおよび作動油室２６ａと２６ｂを相互に連通している。
【００５７】
また、プラグ３０には、シール３１，３２，３３の部分を順次に大径化して段差を与え、これに合わせて、シャフト１５の貫通孔２９の該当部分をも段状に形成して、各環状油路３４，３５の両側壁面にそれぞれ面積差を与えている。
【００５８】
これらの面積差によってプラグ３０は、環状油路３４または３５内の油圧力でサイドプレート６側に向うスラスト力を受け、このスラスト力を、プラグ３０から軸方向に延びるピン３８を通してサイドプレート６に嵌着したキャップ３９で受け止めている。
【００５９】
その結果、シャフト１５には、プラグ３０に加わるスラスト力の反力としてサイドカバー５側に向う反対方向のスラスト力が作用し、当該スラスト力によってシャフト１５の段部２１をサイドカバー５に設けた低摩擦のブッシュ２２へと押し付けている。
【００６０】
かくして、ハウジング２とロータ３は、段部２１とブッシュ２２で軸方向への相対移動を規制しつつ両者の位置決めを行いながらベアリング１７を通して相対回動運動可能に組み合わされる。
【００６１】
しかも、この状態において、シール部材１９のリングシール１９ａは、ばね要素２０によってバックアップリング１９ｂとの接合斜面に働く楔効果で常にサイドカバー５の内壁面とシャフト１５の外周面へと一定の荷重で押し付けられ、当該部分における密封性を良好に保つ。
【００６２】
また、そればかりでなく、仮令シャフト１５が軸方向に移動したとしても、上記ばね要素２０によるシール部材１９の楔効果でリングシール１９ａの密封性を安定して確保する。
【００６３】
さらに、シャフト１５の大径部１５ａにキー２３ａ，２３ｂを介してそれぞれのベーン１６ａ，１６ｂを軸方向へと相対変位可能に取り付けたことにより、これらベーン１６ａ，１６ｂは、シャフト１５の軸方向への移動に関係なくベーンシール２４ａ，２４ｂの密封性をも常に安定して確保する。
【００６４】
一方、これらハウジング２とロータ３には、スタビライザーを構成する二分割したトーションバー４０ａ，４０ｂの各基端側をそれぞれ結合するための相互結合機構４１ａ，４１ｂが設けてある。
【００６５】
これら結合機構４１ａ，４１ｂは、セレーションまたはスプラインで構成されており、かつ、ハウジング２側の結合機構４１ａは、サイドプレート６を穿って形成してある。
【００６６】
それに対して、ロータ３側の結合機構４１ｂは、トーションバー４０ｂの捩り反力で生じるシャフト１５の捩り応力が小さくなる作動油室２５ａ，２５ｂおよび２６ａ，２６ｂの範囲内に位置して当該シャフト１５における貫通孔２９の内壁面の部分に形成してある。
【００６７】
しかも、これら結合機構４１ａ，４１ｂおよびトーションバー４０ａ，４０ｂにおけるセレーションまたはスプラインの一部を、図４および図５に示すようにそれぞれ一部を欠歯して構成している。
【００６８】
このようにすることで、ハウジング２とロータ３に対し二分割したトーションバー４０ａ，４０ｂの基端側を結合する際に、それぞれの欠歯部分を合わせてこれらトーションバー４０ａ，４０ｂの基端側を挿入しないと差し込むことができないことになる。
【００６９】
したがって、予め、ハウジング２とロータ３の結合機構４１ａ，４１ｂとトーションバー４０ａ，４０ｂのセレーションまたはスプラインの部分にこれら欠歯部分を所定の相対位置関係で構成しておくことにより、ロータリアクチュエータ１のトーションバー４０ａ，４０ｂへの組付時における位置合わせが簡単となって車両への組み付けが容易化される。
【００７０】
次に、以上のように構成したロータリアクチュエータ１の作動について説明することにする。
【００７１】
例えば、車両が直進走行しているときのように車体に横加速度が作用しないときには、ロータリアクチュエータ１の給排ポート２７，２８を共にブロックしておく。
【００７２】
この給排ポート２７，２８のブロックによってロータリアクチュエータ１内にある作動油が密封され、ハウジング２とロータ３の相対回動運動が阻止されることから、二分割したスタビライザーのトーションバー４０ａ，４０ｂは、ロータリアクチュエータ１を通して一体的に結合された状態を保つ。
【００７３】
その結果、トーションバー４０ａ，４０ｂは、車体の上下振動によって捩られることなく、互いに一体となって通常のスタビライザーとしての作用を行うことになる。
【００７４】
それに対して、例えば車両が急なカーブを切り、そのときに生じた横加速度で車体が外側へと大きく傾こうとした場合には、ロータリアクチュエータ１における給排ポート２７，２８を開き、傾きの方向に合わせて給排ポート２７，２８の一方から圧力作動油を送り込んでやる。
【００７５】
ここで、今、車体の傾きの方向に合わせて給排ポート２７から圧力作動油を送り込んでやったとすると、この圧力作動油は、作動油室２５ａを通してここから油孔３６と環状油路３４により作動油室２５ａと組の作動油室２５ｂにも流入する。
【００７６】
これにより、一方の組の作動油室２５ａ，２５ｂは、共に容積を拡張しつつセパレートブロック１２ａとベーン１６ａおよびセパレートブロック１２ｂとベーン１６ｂをそれぞれ遠ざける方向に向って押す。
【００７７】
また、これに伴って、他方の組の作動油室２６ａ，２６ｂの容積は収縮し、作動油室２６ｂ内の作動油を油孔３７と環状油路３５を通して作動油室２６ａに押し出し、ここで作動油室２６ａ内の作動油と一緒になって給排ポート２８から排出される。
【００７８】
その結果、図３において、ハウジング２が反時計回りにまたロータ３が時計回りへと相対回動運動を起してトーションバー４０ａ，４０ｂを捩り、所望の方向にスタビライザーの剛性力を高めて車両の傾きを抑える。
【００７９】
それに対して、車両が逆の方向にカーブを切り、そのときに生じた横加速度で車体が反対方向に大きく傾こうとした場合には、今度は、給排ポート２８から圧力作動油を送り込んでやる。
【００８０】
すると、給排ポート２８からの圧力作動油は、作動油室２６ａを通してここから油孔３７と環状油路３５により作動油室２６ａと組の作動油室２６ｂに流入する。
【００８１】
その結果、先の場合とは反対に、作動油室２６ａ，２６ｂが共に容積を拡張してセパレートブロック１２ａとベーン１６ｂおよびセパレートブロック１２ｂとベーン１６ａをそれぞれ遠ざける方向に向って押す。
【００８２】
また、これに伴い、他方の組の作動油室２５ａ，２５ｂの容積が収縮して、作動油室２５ｂ内の作動油を油孔３６と環状油路３４を通して作動油室２５ａに押し出し、ここで作動油室２５ａ内の作動油と一緒になって給排ポート２７から排出される。
【００８３】
これにより、今度は、図３においてハウジング２が時計回りにまたロータ３が反時計回りへと相対回動運動を起し、トーションバー４０ａ，４０ｂを逆の方向に捩って、先の場合とは逆の方向にスタビライザーの剛性力を高めて車両の傾きを抑えることになる。
【００８４】
しかも、これら何れの場合にあっても、ロータ３側に結合したトーションバー４０ｂの捩り反力が、結合部分であるシャフト１５の結合機構４１ｂを通して駆動部分の作動油室２５ａ，２５ｂまたは２６ａ，２６ｂと対応するシャフト１５の大径部１５ａに加わる。
【００８５】
そのために、シャフト１５の捩り応力が小さくなってその分大径部１５ａを細く構成でき、ロータリアクチュエータ１としての外径方向の形態を縮めて小型にすることができる。
【００８６】
なお、高速でカーブを走行するときとかカーブが特にきつい場合には、車体に生じる横加速度が著しく大きくなるのでロータリアクチュエータ１を作動限界まで急速に動作させる必要が生じる。
【００８７】
このとき、ハウジング２側のセパレートブロック１２ａ，１２ｂとロータ３側のベーン１６ａ，１６ｂが激しくぶつかって衝撃を発生したり、或いはロータリアクチュエータ１の耐久性を低下させてしまう恐れが生じる。
【００８８】
これら点が危惧される場合には、図３における給排ポート２７，２８の位置をセパレートブロック１２ａからもっと離して、作動限界のより手前で給排ポート２７，２８をベーン１６ａまたは１６ｂで塞ぎ、戻り側の作動油をブロックしてオイルロックを働かせるなり、或いは、セパレートブロック１２ａ，１２ｂの両側作用面にバンプラバー４２ａ，４２ｂを設けてやるようにすればよい。
【００８９】
しかも、これらバンプラバー４２ａ，４２ｂを設ける際に、図３のようにバンプラバー４２ａ，４２ｂの基端側の装着部を梯形状に形成し、当該梯形状の装着部をシリンダ７とセパレートブロック１２ａ，１２ｂで挟み込んでやることにより、特に抜け止めを施すことなく所定の部分にバンプラバー４２ａ，４２ｂを設けることができる。
【００９０】
また、当該実施の形態にあっては、バンプラバー４２ａ，４２ｂをセパレートブロック１２ａ，１２ｂの両側作用面に設けるようにしたが、これに代えてベーン１６ａ，１６ｂの両側作用面に同様にして設けるようにしもよいことは勿論である。
【００９１】
さらに、上記した実施の形態では、二つのセパレートブロック１２ａ，１２ｂとベーン１６ａ，１６ｂとで二つづつ一組の作動油室２５ａ，２５ｂと作動油室２６ａ，２６ｂに分けたロータリアクチュエータ１について述べてきた。
【００９２】
しかし、これらセパレートブロックとベーンの数を変えて一組の作動油室数を三つ以上にしたロータリアクチュエータに対しても、それに合わせて、ロータ３側のシャフト１５の油孔３６，３７の数を殖やすことによりそのまま適用し得ることは言うまでもない。
【００９３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、外周面に二つの環状溝を有するプラグをロータのシャフト内に挿入して配置し、これら環状溝とシャフトの内壁面とで二つの環状油路を画成すると共に、当該環状油路をシャフトに対し軸方向へとずらして穿った油孔によりハウジングにおけるシリンダ内の各作動油室に交互にかつ一つ置きに連通し、これら環状油路と油孔を通してシリンダ内の各組同志の作動油室を相互に連通するようにしたので、ハウジングを作動油圧力による耐圧強度のみに基いて構成することができる。
【００９４】
このように、ロータリアクチュエータの外郭部分を形作るハウジングを作動油圧力による耐圧強度のみに基いて必要最小限に構成し得ることから、ロータリアクチュエータの形態を軸方向に短くして小型化することができる。
【００９５】
しかも、プラグの外周面に画成した環状油路とシャフトに穿った半径方向の油孔のみで、シリンダ内の各組同志の作動油室を相互に連通する連絡流路を構成することができるので、これら連絡流路の加工を簡素化して加工費の低減を図ることができるばかりでなく、当該連絡流路の流路長を短くして作動油の流動抵抗を低減し、二組の作動油室間の圧力差を大きく保って発生トルクを増大しつつロータリアクチュエータとしての性能をも向上させることができる。
【００９６】
更に、請求項１の発明によれば、プラグの外周面に画成した二つの環状油路の両側壁面にそれぞれ面積差を与えて油圧力によりプラグとシャフトに反対向きのスラスト力を付与し、当該プラグ側のスラスト力をハウジングで受け止めつつシャフトをハウジングへと押し付けてシリンダに対するシャフトの位置決めを行うようにしたことにより、上記の効果に加えて、スラスト力を受けた場合のシャフトの軸方向への動きを防いでハウジングとロータ間の軸方向シールの締め代の低減を少なく抑え、当該部分からの作動油の洩れを阻止してロータリアクチュエータの性能低下をも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による油圧可変型スタビライザー用のロータリアクチュエータを示す縦断正面図である。
【図２】同じく、上記ロータリアクチュエータの横断平面図である。
【図３】同上、図１におけるＡ−Ａ線からの縦断側面図である。
【図４】ロータリアクチュエータ側の結合機構であるセレーション穴を拡大して示す断面図である。
【図５】上記セレーション穴に結合するトーションバー側のセレーション軸を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ ロータリアクチュエータ
２ ハウジング
３ ロータ
４ ケーシング
５ サイドカバー
５ａ サイドカバーの鍔部
６ サイドプレート
７ シリンダ
１２ａ，１２ｂ セパレートブロック
１３ セパレートブロック固定用のピン
１４ａ，１４ｂ セパレートブロックのシール部材
１５ シャフト
１５ａ シャフトの大径部
１６ａ，１６ｂ ベーン
１７ ベアリング
１８ バックアッププレート
１９ シール部材
２０ ばね要素
２１ シャフトの段部
２２ スラストブッシュ
２３ａ，２３ｂ ベーン固定用のキー
２４ａ，２４ｂ ベーンのシール部材
２５ａ，２５ｂ 一方の組の作動油室
２６ａ，２６ｂ 他方の組の作動油室
２７ 一方の組の作動油室の一つに通じる給排ポート
２８ 他方の組の作動油室の一つに通じる給排ポート
３０ プラグ
３１，３２，３３ プラグに設けたシール
３４，３５ プラグの外周に画成した環状油路
３６，３７ 各環状油路を通して同じ組同志の作動油室を連通する油孔
３８ プラグに設けたピン
３９ ピンを介してプラグのスラスト力を受け止めるキャップ
４０ａ，４０ｂ スタビライザー用の二分割したトーションバー
４１ａ，４１ｂ セレーションまたはスプラインからなる結合機構
Claims (1)
- 二分割したトーションバーの基端側をハウジングとロータに結合し、油圧力によってトーションバーのプリロードを制御する油圧可変型スタビライザー用のロータリアクチュエータにおいて、外周面に二つの環状溝を有するプラグをロータのシャフト内に挿入して配置し、これら環状溝とシャフトの内面とで二つの環状油路を画成すると共に、当該環状油路をシャフトに対し軸方向へとずらして穿った油孔によりハウジングにおけるシリンダ内の各作動油室に交互にかつ一つ置きに連通し、更に上記二つの環状油路の両側壁面にそれぞれ面積差を与えて油圧力によりプラグとシャフトに反対向きのスラスト力を付与し、当該プラグ側のスラスト力をハウジングで受け止めつつシャフトをハウジングへと押し付けてシリンダに対するシャフトの位置決めを行うようにしたことを特徴とするロータリアクチュエータ。
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- 1996-08-08 JP JP22599396A patent/JP3682941B2/ja not_active Expired - Fee Related
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