JP3734234B2

JP3734234B2 - ロータリーダンパ

Info

Publication number: JP3734234B2
Application number: JP34057096A
Authority: JP
Inventors: 千誉堀場
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: JPH10169689A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、揺動運動を利用して車両やその他の外部振動を減衰する油圧式のロータリーダンパの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のロータリーダンパとして、本出願人は特願平８−１５０３０５号を出願している。このロータリダンパの構造を図２に示す実施形態に基づいて説明する。シャフト１０１は内部に中空孔を有し、当該中空孔には外面にシール１０５Ａを装着したフリーピストン１０５が移動可能に収納され、シャフトの右端中空部１０１Ｂを含むタンク室１０４Ａと、所定圧力のガスが封入され前記タンク室１０４Ａを所定の圧力に加圧するガス室１０１Ａとを区画している。ベーン体１０６は２枚のベーン１０６Ａ，１０６Ｂを有するとともに、シャフト１０１に対してスプライン結合等の機械的結合により固定されている。
【０００３】
ベーン体１０６を挟持する左右一対のベアリング１０７，１０８は、ベーン１０６Ａ，１０６Ｂを回動可能に挟持する一方、その底面中心部においてベーン体１０６に結合されたシャフト１０１を回動可能に支持する軸受機能と、シャフト１０１のスラスト入力を受け持つスラストブッシュとしての機能を持つとともに、作動油室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの高圧に耐えられる様に厚肉に形成されている。
ベーン体の円筒部１０６Ｃと摺接するベアリング１０７，１０８のベーン側には、スラスト入力時にベーン１０６Ａ，１０６Ｂの側面がベアリング端面と直接摺動しない様に、微小段差ｄの突出部１０７Ａ，１０８Ａを設けている。
【０００４】
突出部１０７Ａ，１０８Ａの外径は、ベーン体の円筒部１０６Ｃの外径よりやや小さく設定し、ケーシング１０２のセパレートブロック１０２Ａ，１０２Ｂの内径と干渉しないようになっている。なお、ベアリング１０７，１０８は同一部品をベーン体１０６を挾んで左右対称に配置したものである。
また、ベーン１０６Ａ，１０６Ｂには、伸圧減衰力比を設定するためのオリフィス１０６Ｆ，１０６Ｇがチェックバルブ１０９，１１２と並列に設けられている。ケーシング１０２には、１対のセパレートブロック１０２Ａ，１０２Ｂが形成されており、位置決めピン１１３，１１４により左右１対のベアリング１０７，１０８の同芯性が確保されている。
【０００５】
パッキンケース１０３Ａには、左方のベアリング１０７，ケーシング１０２，シール１１５を装着した右方のベアリング１０８及びロアキャップ１０４を内側に嵌挿して支持するとともに、左方の小径部には作動油を外部に洩らさない様にシャフト１０１を密封するオイルシール１１７が組み込まれている。
ロアキャップ１０４は、ベアリング１０８を側方から支持しシール１１５を介して作動油を外部に洩らさない様に密封するとともに、中央部にオイルタンク室１０４Ａを形成している。当該ロアキャップ１０４の右端底部には、作動油注入用孔１０４Ｂが設けてあり、作動油を注入後、スチールボール１１６等の密封手段によって密封される。
【０００６】
前記パッキンケース１０３Ａは、車体取付け部材１０３Ｂとは別部品として製作し、パッキンケース１０３Ａに車体取付け部材１０３Ｂをプロジェクション溶接等により固定しパッキンケースアッセンブリ１０３とする。
パッキンケース１０３Ａはその端部を内側へ折り曲げ加工（加締め部Ｚ）することによって、前記ベアリング１０７，ケーシング１０２，ベアリング１０８，及びロアキャップ１０４を一体的に固定する。
【０００７】
ケーシング１０２内には、ベーン体１０６が同芯状かつ回動自在に収納されており、ベーン体１０６には２枚のベーン１０６Ａ，１０６Ｂが１８０゜の間隔をもって一体に形成されている。ケーシング１０２の両側には、ベアリング１０７，１０８が設けられており、ベーン体１０６の円筒部１０６Ｃの両側面は、ベアリングの微小段差の突出部１０７Ａ，１０８Ａと摺接し、円筒部１０６Ｃはケーシング１０２のセパレートブロック部１０２Ａ，１０２Ｂの内周面に摺接している。ケーシング１０２及びベアリング１０７，１０８は鉄系焼結合金又は鋳物等の摺動性の良い材質で型成形し、シャフト１０１を直接回動可能に支持している。
【０００８】
ベーン１０６Ａ，１０６Ｂはケーシング内面１０２Ｃ，１０２Ｄの内側で且つセパレートブロック１０２Ａ，１０２Ｂとの間に収容される一方、これらセパレートブロック１０２Ａ，１０２Ｂとベーン１０６Ａ，１０６Ｂとによって、ケーシング１０２内に作動油で満たされた４つの油室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを区画している
。
【０００９】
外部からロータリーダンパのシャフト１０１に揺動運動が伝わると、シャフト１０１と機械的に結合されたベーン体１０６のベーン１０６Ａ，１０６Ｂがケーシング１０２内で揺動し、油室Ａ，ＤとＢ，Ｃとが交互に拡大又は縮小される。
ベーン１０６Ａ，１０６Ｂには、拡大する油室に作動油を補給するカートリッジ型チェックバルブ１０９，１１０，１１１，１１２が圧入固定されている。
この時、縮小する側の油室内の作動油が、ベーン１０６Ａ，１０６Ｂとケーシング内面１０２Ｃ，１０２Ｄ間との嵌合隙間及びベーン１０６Ａ，１０６Ｂの側面とベアリング１０７，１０８間の隙間、更にベーン体の円筒部１０６Ｃとセパレートブロック１０２Ａ，１０２Ｂの内周面間の嵌合隙間、及びオリフィス１０６Ｆ，１０６Ｇからベーン内通路１０６Ｄ，１０６Ｅを経てチェックバルブ１１０，１１１を介して拡大する油室側へ押し出され、これら微小隙間を通る作動油の流動抵抗で所要の減衰力を発生する。
【００１０】
一方、縮小する油室からシャフト側へ漏出した作動油は、ベアリングの軸支孔から膨出して設けられた油溝１０８Ｂに流入し、その一部はタンク室１０４Ａへ還流される。油溝１０８Ｂに流入した作動油は、フリーピストン１０５が、ガス室１０１Ａの圧力により付勢されているため、タンク室１０４Ａから補給される分を含めてベーン内通路１０６Ｄ，１０６Ｅ，チェックバルブ１１０，１１１を通って拡大する油室内に補給され、キャビテーションの発生を防止する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で説明した特願平８−１５０３０５号にあっては、ケーシング１０２を左右一対のベアリング１０７，１０８で挾持し、シャフト１０１を当該左右のベアリング１０７，１０８によって軸支する構造であるため、左右のベアリングとケーシング１０２とは夫々位置決めピン１１３，１１４により位置決めされるとしても、左右のベアリング１０７，１０８の同軸度はケーシング１０２を介して間接的に決められるものである。このため組立て完了後において、左右のベアリングの軸支孔間の芯ずれに起因するセリの発生する虞れがあった。
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ロータリーダンパのシャフトを軸支する軸支孔間の芯ずれを小さくし、芯ずれに起因するセリの発生を防止することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の手段は、有底円筒状に形成したパッキンケース内にベーン体を収容するケーシングを嵌挿し、当該ケーシングの中心部に前記ベーン体に結合したシャフトを回動自在に挿通し、前記パッキンケースの底部に介装したオイルシールによって当該パッキンケースの内部を密閉するとともに，前記ケーシングの内周側に一体に設けたセパレートブロックと前記ベーン体とでケーシング内を複数の油室に区画したロータリーダンパにおいて、上記パッキンケースをプレス成形で薄肉かつ一体成形された筒状の小径部と、小径底部に連設した外筒部と、外筒部に連設した加締め部とで構成し、前記小径底部内にオイルシールを挿入し、前記外筒部内に同一部品からなる左右一対の有底状ケーシングを左右対称に配置しながら位置決めピンによって位置合わせのうえ嵌挿し、更に上記一対のケーシング間にベーン体を収容させ、各ケーシングの中心部の軸支孔に前記シャフトを回動自在に軸支し、外周端面にシールを装着した右側のケーシングを覆うようにして当該右側ケーシングにロアキャップを当接させ、ロアキャップの外周側面を前記加締め部で加締めさせたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係るロータリーダンパの構造を図１に示す本発明の実施形態に基づいて説明する。従来技術と同一の部部は同一の部品番号を用い、異なる部分にのみ異なる部品番号を付して説明する。また、作動及び作用効果については、従来技術と異なる部分についてのみ説明する。
本発明のロータリーダンパは、従来と同じく、有底円筒状に形成したパッキンケース１０３Ａ内にベーン体６を収容するケーシング１，１’を嵌挿し、当該ケーシング１，１’の中心部に前記ベーン体６に結合したシャフト１０１を回動自在に挿通し、前記パッキンケース１０３Ａの底部１０３Ｄに介装したオイルシール１１７によって当該パッキンケース１０３Ａの内部を密閉するとともに、前記ケーシング１，１’の内周側に一体に設けたセパレートブロック１Ａ，１Ｂと前記ベーン体６とでケーシング１，１’内を複数の油室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに区画したものである。そして本発明では、上記パッキンケース１０３Ａをプレス成形で薄肉かつ一体成形された筒状の小径底部１０３Ｄと、小径底部１０３Ｄに連設した外筒部１０３Ｅと、外筒部１０３Ｅに連設した加締め部Ｚとで構成し、前記小径底部１０３Ｄ内にオイルシール１１７を挿入し、前記外筒部１０３Ｅ内に同一部品からなる左右一対の有底状ケーシング１，１’を左右対称に配置しながら位置決めピン１１３によって位置合わせのうえ嵌挿し、更に上記一対のケーシング１，１’間にベーン体６を収容させ、各ケーシング１，１’の中心部の軸支孔１Ｇに前記シャフト１０１を回動自在に軸支し、外周端面にシール１１５を装着した右側のケーシング１’を覆うようにして当該右側ケーシング１にロアキャップ１０４を当接させ、ロアキャップ１０４の外周側面を前記加締め部Ｚで加締めさせたことを特徴とする。
以下更に詳しく説明する。
【００１４】
シャフト１０１は内部に中空孔を有し、当該中空孔には外面にシール１０５Ａを装着したフリーピストン１０５が移動自在に収納され、タンク室１０４Ａと所定圧力のガスが封入され前記タンク室１０４Ａを所定の圧力に加圧するガス室１０１Ａとを区画している。ベーン体６は２枚のベーン６Ａ，６Ｂを有するとともに、シャフト１０１に対してスプライン結合等の機械的結合により固定されている。
【００１５】
ベーン体６を挟持する左右一対の有底状ケーシング１，１’は、ベーン６Ａ，６Ｂを回動可能に挟持する一方、ベーン体６に結合されたシャフト１０１を回動可能に支持する軸受機能と、シャフト１０１のスラスト入力を受け持つスラストブッシュとしての機能を持つとともに、油室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの高圧に耐えられる様に厚肉に形成されている。更に、ベーン体６の円筒部６Ｃと摺接する有底状ケーシング１，１’のベーン側には、スラスト入力時にベーン６Ａ，６Ｂの側面が各有底状ケーシング１，１’の底面と直接摺動しない様に、微小段差ｄの突出部１Ｅを設け、この突出部１Ｅの厚さ分の隙間をベーン６Ａ，６Ｂと各有底状ケーシング１，１’との間に形成している。突出部１Ｅの外径は、ベーン体６の円筒部６Ｃの外径よりやや小さく設定し、有底状ケーシング１，１’のセパレートブロック１Ａ，１Ｂの内径と干渉しないようになっている。有底状ケーシング１，１’とベーン６Ａ，６Ｂは直接摺動しないので、ベーン６Ａ，６Ｂの摩耗を防ぎ、隙間増大による減衰トルク低下を押えることができるため、信頼性が向上するとともに作動フリクションを低減することができる。
【００１６】
同一部品をベーン体６を挾んで左右対称に配置した有底状ケーシング１，１’には、１対のセパレートブロック１Ａ，１Ｂが一体に形成されており、当該１対の有底状ケーシング１，１’のセパレートブロック部に穿設された位置決め孔１Ｆに位置決めピン１１３を嵌挿し、位置合わせして結合する。両者は直接結合されるために、底面中央部の軸支孔１Ｇ間の同芯度は格段に向上する。
【００１７】
パッキンケース１０３Ａには、有底状ケーシング１，シール１１５を装着した有底状ケーシング１’及びロアキャップ１０４を内側に嵌挿して支持するとともに、左方小径部には作動油を外部に洩らさない様にシャフト１０１を密封するオイルシール１１７が組み込まれている。
ロアキャップ１０４は、有底状ケーシンク１’を側方から支持しシール１１５を介して作動油を外部に洩らさない様に密封するとともに、中央部にタンク室１０４Ａを形成している。当該ロアキャップ１０４の右端底部には、作動油注入用孔１０４Ｂが設けてあり、作動油を注入後、スチールボール１１６等の密封手段によって密封される。
【００１８】
前記パッキンケース１０３Ａは、車体取付け部材１０３Ｂとは別部品として製作し、車体取付け部材１０３Ｂをパッキンケース１０３Ａにプロジェクション溶接等により固定する構造としたため、パッキンケース１０３Ａはロアキャップ１０４と同様、大量生産に適した鋼板からプレス成形により製作することができるとともに、高圧が加わらないこともあって薄肉化することができる。
パッキンケース１０３Ａはその端部を内側へ折り曲げ加工（加締め部Ｚ）することによって、前記一対の有底状ケーシング１，１’及びロアキャップ１０４を一体的に固定する。
【００１９】
次に各部品の材質について説明する。有底状ケーシング１，１’は鉄系焼結合金又は鋳物等の摺動性の良い材質で型成形し、シャフト１０１を直接回動可能に支持している。加締めに関連する部品は平面合わせ構造のため、有底状ケーシング１，１’とベーン６Ａ，６Ｂ間の適正隙間の確保が容易であるとともに、加締め加工が容易になる。
【００２０】
なお、パッキンケース１０３Ａと有底状ケーシング１，１’の固定方法は、ロータリーダンパの所要の減衰トルクが圧入により得られる結合トルクより低い場合は、圧入で十分である。減衰トルクが圧入により得られる保持トルクより高い場合は、パッキンケース１０３Ａと変形しにくいセパレートブロック部１Ａ，１Ｂの外周面とを部分的に溶融して一体化するレーザー溶接，セパレートブロック部１Ａ，１Ｂの外周面に対応するパッキンケース１０３Ａ側に予め穿孔しておき、穿孔部を一体的に溶接する栓溶接，パッキンケース１０３Ａとセパレートブロック部１Ａ，１Ｂの外周面との間に電流を流して、電気抵抗を利用し部分的に溶融して一体化するプロジェクション溶接、又はパッキンケース１０３Ａと有底状ケーシング１，１’とを接着剤等により固着することより補強される。
接着剤により固着する場合は、接着剤の塗布長さを有底状ケーシング１，１’の外面円筒部の巾Ｌより短くしても固着強度は充分確保できるため、シール１１５にかからなくすることにより、シールの信頼性を向上することができる。
【００２１】
左右一対の有底状ケーシング１，１’内には、ベーン体６が同芯状且つ回動自在に収納されており、ベーン体６には２枚のベーン６Ａ，６Ｂが１８０゜の間隔をもって一体に形成されている。
ベーン体６の円筒部６Ｃの両側面は、有底状ケーシング１，１’の微小段差の突出部１Ｅと摺接し、円筒部６Ｃは有底状ケーシング１のセパレートブロック部１Ａ，１Ｂの内周面に回動自在に嵌合している。
【００２２】
ベーン６Ａ，６Ｂは左右一対の有底状ケーシング１，１’の内面１Ｃ，１Ｄの内側で且つセパレートブロック１Ａ，１Ｂとの間に収容される一方、ベーン体６と結合されたシャフト１０１は、有底状ケーシング１，１’の内径との間に、各々減衰力発生用の僅かな嵌合隙間をもって案内されている。これらセパレートブロック１Ａ，１Ｂとベーン６Ａ，６Ｂとによって、有底状ケーシング１内に作動油で満たされた４つの油室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを区画している。
【００２３】
本実施形態の場合、温度変化に対応して上記クリアランスによる発生減衰力をほぼ一定に自動調整できる減衰力温度補償構造とするために、有底状ケーシング１，１’は鉄系の焼結合金又は鋳物材で構成し、ベーン体６はアルミ材で構成することにより、熱膨張係数の差を利用して上記嵌合隙間を調整できるようになっている。
【００２４】
次に本発明に係るロータリダンパの作動を説明する。外部からロータリーダンパのシャフト１０１に揺動運動が伝わると、シャフト１０１と機械的に結合されたベーン体６のベーン６Ａ，６Ｂが左右一対の有底状ケーシング１，１’内で揺動し、油室Ａ，ＤとＢ，Ｃとが交互に拡大又は縮小される。
この時、縮小する側の油室内の作動油が、ベーン６Ａ，６Ｂと左右一対の有底状ケーシング１，１’の内面１Ｃ，１Ｄ間の嵌合隙間、及びベーン６Ａ，６Ｂの側面と有底状ケーシング１，１’の内面底部との隙間、更にベーン体の円筒部６Ｃとセパレートブロック１Ａ，１Ｂの内周部との嵌合隙間を通して拡大する油室側へ押し出され、これら微小隙間を通る作動油の流動抵抗で所要の減衰トルクを発生する。
【００２５】
拡大する油室に作動油を補給するカートリッジ型チェックバルブ１０９，１１０，１１１，１１２は、ベーン６Ａ，６Ｂに圧入固定されている。
また、ベーン６Ａ，６Ｂには、伸圧減衰力比を設定するためのオリフィス６Ｆ，６Ｇがチェックバルブ１０９，１１２と並列に設けられている。
【００２６】
一方、縮小する油室からシャフト側へ漏出した作動油は、油溝１Ｈに流入し、その一部はタンク室１０４Ａへ還流される。油溝１Ｈへ還流した作動油は、フリーピストン１０５が、ガス室１０１Ａの圧力により付勢されているため、タンク室１０４Ａより補充される分を含めて，ベーン内通路６Ｄ，６Ｅ，１０９と１１２又は１１０と１１１のうち拡大する油室側の一対のチェックバルブを通って拡大する油室内に補給され、キャビテーションの発生を防止する。
タンク室１０４Ａは高圧となることはないので、ロアキャップ１０４を薄肉鋼板からプレス成形することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明では、有底状ケーシングとセパレートブロックを一体成形する構造としたため、有底状ケーシング内面の真円度は勿論、有底状ケーシング内面部とセパレートブロック内周部の同芯度も成形型で保証されることから、真円度及び同芯度が向上する。また有底状ケーシングを一体成形後に加工するので、機械加工が容易なため大量生産に適しているうえ、巾方向の寸法のバラツキを小さくすることができる。ベーン体６を挟持する左右一対の有底状ケーシング１，１’は同一部品からなると共に左右対称に配置され且つ、位置決めピン１１３を介して直接結合されるため、底面中央部の軸支孔１Ｇ間の同芯度が確保しやすくなる。芯ずれが少ない当該軸支孔１Ｇにベーン体６に結合されたシャフト１０１を支持することもあって、せりが発生しにくいため作動性が向上する。
【００２８】
なお、本発明の実施の形態では、厚肉に形成された左右一対の有底状ケーシング１，１’及びベーン体６により、作動時に高圧となる油室を形成するので、高圧の加わらないパッキンケース，ロアキャップを薄肉構造とすることができる。更に有底状ケーシングは、摺動性の良い鉄系焼結合金又は鋳物にするとともに、ベーンとの摺接側に微小段差の突出部を設けてベーン体の内周側円筒部に当接させ、シャフトに対してスラスト入力が加わっても、有底状ケーシングとベーンは直接摺動しない様に構成したので、ベーンの摩耗を防ぎ、隙間増大による減衰トルク低下を押えることができるため、信頼性が向上するとともに作動フリクションを低減することができる。
【００２９】
また、減衰トルクが高い場合は、パッキンケース１０３Ａが薄肉であることもあって、当該パッキンケース１０３Ａと変形しにくいセパレートブロック部１Ａ，１Ｂの外周面とを部分的に溶融して一体化するレーザー溶接，セパレートブロック部１Ａ，１Ｂの外周面に対応するパッキンケース１０３Ａ側に予め穿孔しておき、穿孔部を一体的に溶接する栓溶接，パッキンケース１０３Ａとセパレートブロック部１Ａ，１Ｂの外周面との間に電流を流して、電気抵抗を利用し部分的に溶融して一体化するプロジェクション溶接、又はパッキンケース１０３Ａと有底状ケーシング１，１’とを接着剤等により固着することにより補強することも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）本発明に係るロータリーダンパのＸ−Ｏ−Ｘ線断面図である。
（Ｂ）実施形態に係るベーン部の横断面図である。
【図２】（Ａ）従来技術に係るロータリーダンパのＸ−Ｏ−Ｘ線断面図である。
（Ｂ）有底状ケーシングの微小段差部分を示す拡大図である。
（Ｃ）従来技術に係るベーン部の横断面図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ油室
１，１’ 有底状ケーシング
１Ａ，１Ｂセパレートブロック
１Ｅ微小段差の突起部
６ベーン体
６Ａ，６Ｂベーン
６Ｃベーン体の円筒部
１０１シャフト
１０３Ａパッキンケース
１０４ロアキャップ
１１３位置決めピン
１１５シール
１１７オイルシール

Claims

有底円筒状に形成したパッキンケース内にベーン体を収容するケーシングを嵌挿し、当該ケーシングの中心部に前記ベーン体に結合したシャフトを回動自在に挿通し、前記パッキンケースの底部に介装したオイルシールによって当該パッキンケースの内部を密閉するとともに、前記ケーシングの内周側に一体に設けたセパレートブロックと前記ベーン体とでケーシング内を複数の油室に区画したロータリーダンパにおいて、上記パッキンケースをプレス成形で薄肉かつ一体成形された筒状の小径底部と、小径底部に連設した外筒部と、外筒部に連設した加締め部とで構成し、前記小径底部内にオイルシールを挿入し、前記外筒部内に同一部品からなる左右一対の有底状ケーシングを左右対称に配置しながら位置決めピンによって位置合せのうえ嵌挿し、更に上記一対のケーシング間にベーン体を収容させ、各ケーシングの中心部の軸支孔に前記シャフトを回動自在に軸支し、外周端面にシールを装着した右側のケーシングを覆うようにして当該右側ケーシングにロアキャップを当接させ、ロアキャップの外周側面を前記加締め部で加締めさせたことを特徴とするロータリーダンパ。
一対の有底状ケーシングは、焼結合金又は鋳物により有底形状に成形後機械加工され、軸受け機能と油圧機能とを併有するとともに、ベーン体の円筒部に摺接する当該有底状ケーシングのベーン体側に突出部を設け、当該突出部の厚み分の隙間をベーン体のベーン側面と有底状ケーシング底面間に設けたことを特徴とする請求項１に記載のロータリーダンパ。
パッキンケースと有底状ケーシングとは、圧入、溶接又は接着により固定したことを特徴とする請求項１に記載のロータリーダンパ。