JPH11336822A - ロータリダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリダンパのロータシャフトがスラスト
力を受けてベーン体から抜け出してしまうのを防止す
る。 【解決手段】 ロータシャフト９に対してベーン体１７
をセレーション１６等のキー形結合により圧入してセパ
レートブロック５を備えたケーシング４内へと納め、ベ
アリング７，８でこれらケーシング４とベーン体１７を
両側から挟みつつロータシャフト９を回動自在に支持し
て、ベーン体１７にけるベーン２７とセパレートブロッ
ク５の間を作動油室として区画したロータリダンパにお
いて、外部入力や内部の作動油圧力等を受けてベーン体
１７から一方に向い抜け出そうとするロータシャフト９
の基端側における支持部１８の外径をベーン体１７側に
おけるキー形結合の突部の内径よりも大きく構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回動運動を利用
して外部振動を減衰する油圧式のロータリダンパに関
し、さらに詳しくは、自動車やオートバイまたは産業車
両や特殊車両等の車体振動、或いは、その他の機器また
は装置の外部振動を減衰するロータリダンパの安全対策
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ロータリダンパは、内壁面にセ
パレートブロックをもつケーシングとセレーション等の
キー形結合でロータシャフトに圧入したベーン体とで交
互に収縮および拡張を繰り返す二組の作動油室を区画
し、これら二組の作動油室間を行き来する作動油に流動
抵抗を与えて減衰トルクを発生するようにしている。

【０００３】また、上記した作動油に対する流動抵抗付
与手段としては、ケーシングとベーン体との間の摺接隙
間を利用して流動抵抗を与えつつ減衰トルクを発生する
シールレスタイプのもの、或いは、二組の作動油室を相
互に連通する連絡油路中に減衰バルブを配置して減衰ト
ルクを発生する密封タイプのものなど各種の形式のもの
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら何れの
形式のロータリダンパにあっても、直線的な外部振動を
ケーシングとロータシャフト間に回動振動として伝えて
減衰作用を行うことになるので、少なくとも、これらケ
ーシングとロータシャフトの一方は、リンク等の連結機
構を介して外部振動体即ち車両であれば車輪側または車
体側に連結せざるを得ない。

【０００５】加えて、ロータリダンパの作動に伴う作動
油温度の変化に関係なく減衰トルクを一定に保つ（温度
補償する）ために、ベーン体を線膨張係数の大きいアル
ミ材等で構成すると共に、ロータシャフトを含むその他
の部材をそれよりも線膨張係数の小さい鉄系の材料を用
いて構成するのが一般である。

【０００６】その結果、ロータリダンパの作動によりそ
れ自体の温度が上昇して各構成部材が膨張したりする
と、ロータシャフトとベーン体との間のキー形結合によ
る圧入部分の締め代が線膨張係数の差によって小さくな
り、ロータシャフトがベーン体からずれて場合によって
は抜け出してしまうことになる。

【０００７】また、抜け出さないまでも構造によっては
ロータシャフトに設けたセレーション部分でベアリング
を削ってしまい、作動油洩れが多くなって減衰特性に低
下を来したり、或いは、この状態が継続するとベアリン
グによるロータシャフトの支持強度に不足を来して、遂
には、ロータシャフトが折損するまでもなく傾いたり等
してロータリダンパの交換以外には修理不能となる恐れ
を有する。

【０００８】したがって、この発明の目的は、ロータシ
ャフトに対してスラスト力が加わってもベーン体から抜
け出す方向にずれるのを確実に防止することのできるロ
ータリダンパを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記したこの発明の目的
は、ロータシャフトに対してベーン体をキー形結合によ
り圧入してセパレートブロックを備えたケーシング内へ
と納め、ベアリングでこれらケーシングとベーン体を両
側から挟みつつロータシャフトを回動自在に支持してベ
ーン体とセパレートブロックの間を作動油室として区画
したロータリダンパにおいて、外部入力や内部の作動油
圧力等を受けてベーン体から一方に向い抜け出そうとす
るロータシャフトの基端側における支持部の外径をベー
ン体側におけるキー形結合の突部の内径よりも大きく構
成することにより達成される。

【００１０】何となれば、ロータシャフトの基端側にお
ける支持部の外径をベーン体側におけるキー形結合の突
部の内径よりも大きく構成したことにより、外部入力や
内部の作動油圧力等の影響を受けてベーン体から一方に
向いロータシャフトが抜け出そうとすると、当該ロータ
シャフトの基端側における支持部がベーン体側における
キー形結合の突部側面と干渉する。

【００１１】その結果、ロータシャフトが抜け出そうと
する力をベーン体のキー形結合における突部の側面で受
け止め、当該ベーン体側の突部側面を抜け止めとしてロ
ータシャフトが抜け出してしまうのを阻止することにな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基いてこの
発明の実施の形態を説明するに当り、ここでは、図示す
るようにシールレスタイプのロータリダンパ１に適用し
た場合について述べる。

【００１３】ロータリダンパ１は、図１と図２にみられ
るように、外郭部分を形作るハウジング２と、当該ハウ
ジング２の軸線に沿って回動自在に支架したロータ３の
二つの主要部分とで構成されている。

【００１４】ハウジング２は、鋳物や鉄系燒結合金等の
摺動性に優れた耐圧強度をもつ材料を用いて円筒状に形
成し、当該ケーシング４の内周面に１８０度の位相差を
もたせって二つのセパレートブロック５，６（勿論、一
つ或いは三つ以上であってもよい）を形成している。

【００１５】ケーシング４の両端面には、同じく鋳物や
鉄系燒結合金等の摺動性に優れた耐圧強度をもつ材料で
作った肉厚のベアリング７，８を宛てがい、これらベア
リング７，８でケーシング４を左右から挟み込みつつロ
ータシャフト９を摺接支持すると共に、それらの上を薄
肉プレス材等で成形したパッキンケース１０とエンドキ
ャップ１１で覆って構成してある。

【００１６】また、ケーシング４とベアリング７，８と
の間には、予めスペースの大きいセパレートブロック
５，６の部分を利用して各二本づつの位置決めピン１
２，１３を挿通し、これら位置決めピン１２，１３でケ
ーシング４とベアリング７，８の同芯を確保しつつ回転
方向へのずれをも規制している。

【００１７】ベアリング７の背面外周にはシール１４を
介装して他方のベアリング８との間にケーシング４を挟
んでエンドキャップ１１と共にパッキンケース１０の開
口端から内部に納め、かつ、パッキンケース１０の開口
端を加締めることによりシール１４でベアリング７とパ
ッキンケース１０およびエンドキャップ１１との間を油
密状態に保つようにしている。

【００１８】なお、この場合において、パッキンケース
１０とケーシング４およびベアリング７，８との間は接
着剤で固定し、かつ、エンドキャップ１１を宛てがった
状態でパッキンケース１０の開口端を加締め止めするこ
とにより、回り止めと併せて内部作動圧力により加締部
を押し開こうとする推力をも負担している。

【００１９】ただし、パッキンケース１０とケーシング
４は、必要とする減衰トルクが低い場合には上記した接
着剤による固着手段だけでもよいが、必要とする減衰ト
ルクが高い場合には、レーザー溶接やプラグ溶接等の溶
着手段により固着してハウジング２を一体化してやれば
よい。

【００２０】さらに、パッキンケース１０の外側壁に
は、ナット体等で構成した外部連結用の取付部材１５を
プロジェクション溶接等の手段によって固着し、これら
取付部材１５を利用してハウジング２側を外部振動体の
一方即ち車両であれば車体側に対して直接或いはリンク
等を介して結合するようにしてある。

【００２１】一方、ロータ３は、ハウジング２側のベア
リング７，８によって回動自在に両持ち支持したロータ
シャフト９と、これらベアリング７，８の内壁面に摺接
してロータシャフト９にキー形結合の一種であるセレー
ション１６を用いて一体的に結合したベーン体１７とか
らなっている。

【００２２】ロータシャフト９は、強度的に優位の鉄系
材料を用いて冷間鍛造等の塑性加工により所定の形状に
成形し、しかるのち、ベーン体１７を結合するセレーシ
ョン１６の部分を挟んで基端側の支持部をベーン体１７
側のセレーション１６の突部の内径よりも大きい外径を
もつ大径部１８として、また、先端側の支持部を逆に小
さい外径をもつく小径部１９として機械加工により仕上
げて作ってある。

【００２３】また、ベーン体１７は、鉄系材料のケーシ
ング４およびベアリング７，８に比べて線膨張係数の大
きいアルミ材で作ってあり、これらケーシング４および
ベアリング７，８と互に共働してロータリダンパ１の内
部作動油温度の高低に関係なく両者の間の摺接隙間をで
きるだけ一定に保つようにしている。

【００２４】このようにして、ベーン体１７をロータシ
ャフト９に対し小径部１９の側からセレーション１６の
突部が大径部１８の側面に当る位置まで圧入し、かつ、
大径部１８と小径部１９をベアリング７，８で回動自在
に支持することにより、ロータシャフト９がベーン体１
７を残してベアリング８側へとずれるのを阻止するよう
にしている。

【００２５】このことから、ロータシャフト９の製作に
当って、図３に示したように、外周面をベーン体１７に
おけるセレーション１６の突部よりも大きい外径をもつ
大径部１８と小さい外径をもつ小径部１９の二段に分け
て構成してやる。

【００２６】そして、これら大径部１８と小径部１９の
境界部分から大径部１８の途中へと亙ってセレーション
１６の溝を穿つようにすることで、上記したロータシャ
フト９を容易に構成することが可能になる。

【００２７】上記ロータシャフト９の一端は、パッキン
ケース１０の側壁を貫通して外部へと延び、この外部へ
と突出した部分を取付部２０として外部振動体の他方即
ち車両であれば車輪側に対し直接或いはリンク等を介し
て結合すると共に、当該ロータシャフト９の突出部分を
パッキンケース１０に設けたオイルシール２１で油密状
態に保っている。

【００２８】また、ロータシャフト９の他端は、エンド
キャップ１１の内部と対向する部分で終わっており、か
つ、ロータシャフト９の内部には、エンドキャップ１１
の内部に連通して軸線方向に沿う有底の中空穴２２を設
けてある。

【００２９】この中空穴２２の内部には、外周面にシー
ル２３を有するフリーピストン２４を移動可能に収装
し、このフリーピストン２４によって中空穴２２の内部
をエンドキャップ１１の内部に連通する貯油室２５と、
当該貯油室２５の作動油圧力に応じて圧縮および膨張す
るガス室２６とに区画している。

【００３０】それに対して、セレーション１６によって
ロータシャフト９へと結合したベーン体１７は、ハウジ
ング２側におけるケーシング４のセパレートブロック
５，６と同数で同位相のベーン２７，２８を外周面に設
けて構成してある。

【００３１】ベーン体１７の外周面は、ケーシング４側
におけるセパレートブロック５，６の先端面と摺接する
と共に、ベーン２７，２８の先端面はケーシング４の内
壁面と摺接し、これらセパレートブロック５，６とベー
ン２７，２８とによってロータリダンパ１の内部をハウ
ジング２とロータ３との相対回動運動に伴って交互に収
縮と拡張を繰り返す作動油室２９，３０と作動油室３
１，３２とに区画している。

【００３２】しかも、これと併せて、ベアリング７，８
の内壁面には僅かな段差を設け、ハウジング２とロータ
３間のスラスト力でベーン２７，２８がベアリング７，
８へと強く押し付けられることがないように、当該段差
でベーン２７，２８との間に極微小（図１では誇張して
ある）のクリアランス３３，３４を設けてある。

【００３３】また、ベーン２７，２８には、作動油室２
９，３０，３１，３２側へと向って開くカートリッジ形
のチェックバルブ３５，３６，３７，３８をそれぞれ圧
入して固定し、かつ、チェックバルブ３６，３８と並列
に並べてロータリダンパ１の回動方向に応じ減衰トルク
に所定の差を与える減衰トルク比設定用のオリフィス３
９，４０を設けてある。

【００３４】そして、チェックバルブ３５，３６，３
７，３８とオリフィス３９，４０の内方端を、ベーン２
７，２８の内部に設けた油路４１，４２でセレーション
１６の噛合部に設けた油路４３，４４からベアリング７
の軸受面に設けた油路４５を通し、さらに、ここからエ
ンドキャップ１１の内部を通してロータシャフト９内の
貯油室２５へと連通したのである。

【００３５】なお、ベアリング８の軸受面に対しても同
様の油路４６を設けてあるが、この油路４６は、収縮す
る高圧の作動油室からの洩れ油でベアリング８とオイル
シール２１との間に籠った作動油圧力を拡張する低圧側
の作動油室に逃がすためのものである。

【００３６】かくして、外部振動体に発生した振動は、
直接およびリンク等の連結機構を通してロータリダンパ
１のハウジング２側における取付部材１５とロータ３側
におけるロータシャフト９の取付部２０との間に伝えら
れる。

【００３７】そのために、ロータリダンパ１のハウジン
グ２とロータ３は、外部振動体の振動に伴って軸心周り
に相対回動運動を起こし、セパレートブロック５，６と
ベーン２７，２８との間の作動油室２９，３１と作動油
室３０，３２を交互に収縮および拡張させる。

【００３８】ここで、今、ロータリダンパ１が作動油室
２９，３１を収縮する方向に回動したとすると、作動油
室２９，３１が収縮して内部の作動油が高圧となり、反
対側の作動油室３０，３２は拡張して内部の作動油が低
圧となる。

【００３９】その結果、高圧となった作動油室２９，３
１内の作動油がベアリング７，８とベーン２７，２８の
間のクリアランス３３，３４から、また、これに加え
て、当該ベーン２７，２８とケーシング４、並びに、セ
パレートブロック５，６とベーン体１７およびベアリン
グ７，８との間の各クリアランスから低圧となった拡張
側の作動油室３０，３２へと向って流れる。

【００４０】そして、上記した各クリアランスの部分を
通るときの作動油の流動抵抗で減衰トルクを発生し、こ
の減衰トルクがハウジング２の取付部材１５とロータシ
ャフト９の取付部２０から直接およびリンク等の連結機
構を介して外部振動体に作用し、当該外部振動体に発生
した振動を減衰する。

【００４１】それに対して、ロータリダンパ１が逆に作
動油室３０，３２を収縮する方向に回動した場合には、
当該作動油室３０，３２の作動油が高圧となって上記し
た各クリアランスを逆向きに流れつつ拡張する側の作動
油室２９，３１へと向って流動する。

【００４２】しかも、これと併せて、作動油室３０，３
２からロータリダンパ１の回動方向による減衰トルク比
設定用のオリフィス３９，４０を通してベーン２７，２
８内の油路４１，４２へと作動油を押し出し、ここから
チェックバルブ３５，３７を押し開いて拡張する側の作
動油室２９，３１へと流出する。

【００４３】これにより、上記した各クリアランスの部
分を通して流れる作動油流量は、オリフィス３９，４０
からチェックバルブ３５，３７を押し開いて流れる作動
油流量分だけ少なくなり、先の場合に比べてこの少なく
なった分だけ低い減衰トルクを発生して外部振動体の振
動を減衰する。

【００４４】また、ロータリダンパ１内に封入した作動
油の温度低下や外部漏洩等によって作動油室２９，３
０，３１，３２の内部の作動油に不足が生じた場合に
は、貯油室２５内の作動油をエンドキャップ１１の内部
から油路４５，４４，４３および油路４２，４１からな
る経路を通してチェックバルブ３５，３６，３７，３８
を開きつつ各作動油室２９，３０，３１，３２に吸い込
み、当該作動油の不足分をアキュムレータによって補充
する。

【００４５】それに対して、逆に、作動油温度の上昇で
作動油室２９，３０，３１，３２内の作動油が過剰にな
った場合には、作動油室３０，３２内の作動油を減衰ト
ルク比設定用のオリフィス３９，４０から上記の経路を
反対向きに通して貯油室２５に押し出し、過剰となった
分の作動油をアキュムレータへと排除することによって
ロータリダンパ１としての減衰作用を補償する。

【００４６】一方、上記において、アキュムレータのガ
ス圧力による反力は、貯油室２５内の作動油を通してロ
ータシャフト９のベアリング７側即ち大径部１８の端面
に作用する。

【００４７】この場合、ロータシャフト９は、ベーン２
７，２８をベアリング７，８で挟まれたベーン体１７に
対しセレーション１６によって結合されているために、
このセレーション１６による結合部で上記アキュムレー
タのガス圧力による反力を受け止めるようとする。

【００４８】しかし、これらロータシャフト９とベーン
体１７は、前記したようにロータリダンパ１に対して温
度補償機能を付与するために線膨張係数を異にする鉄系
とアルミ系の異種の材料で両者を構成していることか
ら、内部の作動油温度が上昇すればするほどセレーショ
ン１６による結合力が低下してロータシャフト９を押し
出そうとす。

【００４９】その点、当該実施の形態にあっては、セレ
ーション１６の部分を挟んでロータシャフト９の基端側
における支持部をベーン体１７側のセレーション１６の
突部の内径よりも大きい外径をもつ大径部１８として、
また、先端側の支持部を逆に小さい外径をもつく小径部
１９として作ってある。

【００５０】これにより、ベーン体１７を小径部１９側
からロータシャフト９に差し込んで圧入してやれば、内
部の作動油圧力を受けてベーン体１７から一方に向って
ロータシャフト９が抜け出そうとすると、当該ロータシ
ャフト９の基端側の支持部である大径部がベーン体１７
側におけるセレーション１６の突部側面と干渉すること
になる。

【００５１】その結果、ロータシャフト９が抜け出そう
とする力をベーン体１７におけるセレーション１６の突
部の側面で受け止め、当該ベーン体１７のセレーション
１６における突部の側面を抜け止めとしてロータシャフ
ト９が抜け出してしまうのを確実に阻止することにな
る。

【００５２】なお、ロータシャフト９の取付部２０を通
して上記と同方向の引抜外力が加わる場合も想定できる
が、当該外力に対しても同じようにして対処し得ること
は言うまでもない。

【００５３】また、これとは逆に、取付部２０からロー
タシャフト９に押込力が加わったとしても、その場合の
入力の大きさは、アキュムレータ側のガス圧力による入
力に比べれば極めて小さな値であるのでロータシャフト
９を押し込むまでには至らない。

【００５４】そのために、ロータシャフト９がアキュム
レータの貯油室２５側へとずれることはなく、したがっ
て、ロータシャフト９に対する抜け止め対策は、図示の
ようにロータシャフト９の貯油室２５側の部分にのみ設
けてやればよい。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、外部入力や内部の作動油圧力等を受けてベーン体か
ら一方に向い抜け出そうとするロータシャフトの基端側
における支持部の外径をベーン体側におけるキー形結合
の突部の内径よりも大きく構成したことにより、ロータ
シャフトが抜け出そうとする力をベーン体のキー形結合
における突部の側面で受け止め、当該ベーン体側の突部
側面を抜け止めとしてロータシャフトが抜け出してしま
うのを確実に阻止することができる。

【００５６】また、請求項２の発明によれば、ベーン体
をキー形結合により圧入するロータシャフトの外周面を
キー形結合の突部よりも大きい外径をもつ大径部と小さ
い外径をもつ小径部との二段に分けて構成し、これら大
径部と小径部の境界部分から大径部の途中へと亙ってキ
ー形結合用の溝を穿つことにより、上記の効果に加え
て、元々冷間鍛造によって成形されるロータシャフトに
対して切削等の機械加工を施さずに、即ち加工時間を何
等延長することなく成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を施したロータリダンパの実施の形態
を示すもので、図２のＡ−Ａ線に沿って切断した展開縦
断正面図である。

【図２】同上、ハウジングとロータの関係を示す縦断側
面図である。

【図３】ロータシャフトを取り出して縦断して示す正面
図である。

【符号の説明】

１ ロータリダンパ ２ ハウジング ３ ロータ ４ ケーシング ５，６ セパレートブロック ７，８ ベアリング ９ ロータシャフト １６ キー形結合であるセレーション １７ ベーン体 １８ ロータシャフトの大径部 １９ ロータシャフトの小径部 ２４ フリーピストン ２５ 貯油室 ２６ ガス室 ２７，２８ ベーン ２９，３０，３１，３２ 作動油室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀場 千誉 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 田畑 充広 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大庭 正晴 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータシャフトに対してベーン体をキー
   形結合により圧入してセパレートブロックを備えたケー
   シング内へと納め、ベアリングでこれらケーシングとベ
   ーン体を両側から挟みつつロータシャフトを回動自在に
   支持してベーン体とセパレートブロックの間を作動油室
   として区画したロータリダンパにおいて、外部入力や内
   部の作動油圧力等を受けてベーン体から一方に向い抜け
   出そうとするロータシャフトの基端側における支持部の
   外径をベーン体側におけるキー形結合の突部の内径より
   も大きく構成したことを特徴とするロータリダンパ。
2. 【請求項２】 ベーン体をキー形結合により圧入するロ
   ータシャフトの外周面を、キー形結合の突部よりも大き
   い外径をもつ大径部と小さい外径をもつ小径部との二段
   に分けて構成し、これら大径部と小径部の境界部分から
   大径部の途中に亙ってキー形結合用の溝を穿った請求項
   １のロータリダンパ。