JPH1151104A - ロータリダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベーンの摺動隙間からの液体の漏出を確実に
無くす。圧力室やベーンの寸法精度を高める必要を無く
す。温度変化に伴う減衰力特性の変動を無くす。 【解決手段】 ダンパハウジング２に略扇形の圧力室１
０を形成し、入出力シャフト３に突設されたベーン９を
圧力室１０内に収容する。ベーン９によって圧力室１０
内を第１室１１と第２室１２に隔成する。第１室１１と
第２室１２を連通路１４によって接続し、その途中に夫
々減衰弁１９を有する第１バルブユニット１５ａと第２
バルブユニット１５ｂを介装する。第１室１１と第２室
１２に、ゴムまたは軟質樹脂から成る袋状のダイヤフラ
ム２７を伸縮自在に収容する。減衰力の発生に寄与する
液体はダイヤフラム２７に隔離されてベーン９の摺動隙
間に流れ込まなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のサスペン
ション・リンクやその他の回動機器の緩衝装置として用
いられるロータリダンパに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のロータリダンパとして、例えば
特開平７−１５８６８０号公報に示されるようなものが
従来より案出されている。

【０００３】このロータリダンパは、ダンパハウジング
に略扇形の圧力室が形成され、この圧力室の扇形状の中
心位置に入出力シャフトが回動自在に支持されると共
に、この入出力シャフトに突設されたベーンが圧力室内
を第１室と第２室とに隔成するようになっている。第１
室と第２室は連通路によって互いに接続されると共に、
この連通路の途中に、第１室から第２室側に液体が流動
するときに減衰力を発生する第１の減衰弁と、逆に第２
室から第１室側に液体が流動するときに減衰力を発生す
る第２の減衰弁とが介装されている。

【０００４】そして、このロータリダンパは、ダンパハ
ウジングと入出力シャフトが相対回動すると、それに伴
ってベーンが圧力室内を回動し、そのベーンの回動によ
って第１室または第２室側の液体を第１または第２の減
衰弁に導入して、それらの弁において減衰力を発生す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のロ
ータリダンパは、回動軸部に直接用いられることから、
車両のサスペンション・リンク等に適用した場合には極
めて大きなトルクが入力される。したがって、この場
合、ロータリダンパにおいてもこの入力トルクに応じた
高減衰力を得られるようチューニングする必要がある。
しかしながら、ロータリダンパの減衰力を高める場合に
は、ベーンの摺動隙間からの液体の漏れが問題となり、
この液体の漏れ量が大きいと、減衰弁に高圧が作用しな
くなって高減衰力を得られなくなる。

【０００６】一般に、ハウジング内を２室に隔成するプ
レートがハウジング内のある面に対して一定速度で移動
するとき、プレートとその面の隙間からの粘性流体の漏
れ量は以下の式で表される。

【０００７】

【数１】

【０００８】Ｐ₁−Ｐ₂：圧力差，μ：流体粘度，ｈ：隙
間，Ｕ：プレートの移動速度，ｂ：プレートの幅，Ｌ：
プレートの厚み（隙間の長さ） この一般式から明らかなように、圧力差Ｐ₁−Ｐ₂を大き
くすると液体の漏れ量Ｑが大きくなり、この漏れ量Ｑを
より小さくするためには隙間ｈを小さくし、流体粘度μ
を大きくする必要がある。

【０００９】したがって、上記従来のロターリダンパに
おいても、ベーンの摺動隙間からの液体の漏れ量を小さ
くする場合には、摺動隙間をより小さく、液体の粘度を
より大きくする必要がある。

【００１０】ところが、上記従来のロターリダンパの場
合、ベーンの摺動隙間を小さくしようとすると、圧力室
やベーンを高い寸法精度で形成しなければならなくな
り、また、液体の粘度を大きくすると、温度変化による
液体の粘性変化が大きくなってしまう。そして、圧力室
やベーンを高い寸法精度で形成する場合には、製造コス
トが大幅に高騰してしまい、また、温度変化による液体
の粘性変化が大きくなると、減衰力の温度依存性が高ま
り減衰力特性が不安定になる、という不具合を生じる。

【００１１】そこで本発明は、このような不具合を招く
ことなくベーンの摺動隙間からの液体の漏出を無くし
て、高減衰力を容易に得ることのできるロータリダンパ
を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として請求項１の発明は、ダンパハウジング
に液体の充填される略扇形の圧力室が形成され、この圧
力室の扇形状の中心に位置されるように前記ダンパハウ
ジングに入出力シャフトが回動自在に支持されると共
に、この入出力シャフトに、前記圧力室内を第１室と第
２室とに隔成するベーンが突設され、このベーンの作動
に伴う第１室と第２室の圧力差によって液体が減衰弁に
導入されて減衰力を発生するロータリダンパにおいて、
前記第１室と第２室とに、前記液体が充填される伸縮自
在な袋状部材を収容するようにした。ベーンが入出力シ
ャフトと一体にダンパハウジングに対して相対回動する
と、第１室と第２室の一方側に収容されている袋状部材
がベーンに押圧されて押し縮められ、その内部の液体が
高圧に加圧されて減衰弁に導入される。このとき、第１
室と第２室の内部の液体は夫々袋状部材に充填されてい
るため、ベーンの摺動隙間を通して他方側の部屋に漏出
することはない。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、袋状部材をゴムまたは軟質樹脂から成るダイヤフラ
ムで形成するようにした。この場合、袋状部材の密封性
が高まると共に、低コストでの製造が可能になる。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、袋状部材をベローズで形成するようにした。ベロー
ズは常に伸縮が安定して規則正しく行われるため、ベロ
ーズの摺動隙間には噛み込まれにくい。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かの発明において、圧力室の内壁面と袋状部材の外側面
の間に潤滑液を充填するようにした。この場合、圧力室
の内壁面と袋状部材の間の摺動性が高まる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例を図１，
図２に基づいて説明する。

【００１７】図１，図２は本発明にかかるロータリダン
パ１を示し、このロータリダンパ１は自動車のサスペン
ション・リンク等の回動軸部に用いられ、その回動軸部
が回動するときに減衰力を発生するようになっている。
即ち、ロータリダンパ１は、ダンパハウジング２に入出
力シャフト３が回動自在に支持されており、ダンパハウ
ジング２と入出力シャフト３の一方が回動支持部材（図
示せず。）に結合され、他方が回動部材（図示せず。）
に結合されるようになっている。そして、ダンパハウジ
ング２内には所定粘度の液体が充填されており、入出力
シャフト３とダンパハウジング２が相対回動したときに
ダンパハウジング２内の液体が流動して、そのときに減
衰力を発生するようになっている。

【００１８】ダンパハウジング２は、入出力シャフト３
の一端を軸受（図示せず。）を介して支持する軸受ブロ
ック４と、後述する減衰弁１９を備えた減衰ブロック６
と、軸受ブロック４の軸方向の端面に密閉状態で結合さ
れるカバープレート７とから構成されており、軸受ブロ
ック４には断面が略扇形（半円形状）の窪み８が形成さ
れている。この窪み８の扇形状の中心位置には前記入出
力シャフト３が配置されており、この入出力シャフト３
の周面に固定された矩形状のベーン９がこの窪み８内に
径方向外側に向かって延出している。そして、この窪み
８は、前記カバープレート７で閉塞されてこのカバープ
レート７との間で略扇形の圧力室１０を形成し、この圧
力室１０の内部は、前記ベーン９によって第１室１１と
第２室１２とに隔成されている。また、軸受ブロック４
にはこの第１，第２室１１，１２に夫々連通する給排孔
１３ａ，１３ｂが形成されている。

【００１９】一方、減衰ブロック６には、前記第１室１
１と第２室１２を連通する連通路１４が形成されると共
に、これらの連通路１４の途中に、第１バルブユニット
１５ａと第２バルブユニット１５ｂが配設されている。
具体的には、連通路１４は、第１室１１に接続される第
１接続ポート１６ａと、第２室１２に接続される第２接
続ポート１６ｂと、これらの第１，第２接続ポート１６
ａ，１６ｂに交差する横孔１７から成り、この横孔１７
の両端部を閉塞する各プラグ１８ａ，１８ｂに前記第１
バルブユニット１５ａと第２バルブユニット１５ｂが夫
々取り付けられている。第１バルブユニット１５ａは、
横孔１７内の中央部と第１接続ポート１６ａ部分を隔成
するように配置され、第２バルブユニット１５ｂは、横
孔１７の中央部と第２接続ポート１６ｂ部分を隔成する
ように配置されている。

【００２０】第１バルブユニット１５ａと第２バルブユ
ニット１５ｂは同様の構成とされ、両バルブユニット１
５ａ，１５ｂは、夫々、隣接する各接続ポート１６ａ，
１６ｂから横孔１７の中央部に液体が流入するときにそ
の液体に通過抵抗を付与して減衰力を発生する減衰弁１
９と、横孔１７の中央部から各隣接する接続ポート１６
ａ，１６ｂへの液体の流れのみを許容するチェック弁２
０とを備えている。

【００２１】また、横孔１７の中央部には通路２１を介
して体積補償装置２２が接続されている。この体積補償
装置２２は、温度変化に伴う回路内の液体の体積の増減
を補償するためのもので、シリンダ２３の内部がフリー
ピストン２４によって液室２５ａと気室２５ｂとに隔成
され、そのうちの液室２５ａが前記通路２１によって横
孔１７に導通する一方で、気室２５ｂに所定圧力の気体
が封入されている。そして、回路内の液体の体積が増減
すると、それに伴ってフリーピストン２４が移動し、そ
のときの液室２５ａの容積変化でもって回路内の液体の
体積変化分を補償する。尚、図中２６は、体積補償装置
２２の気室２５ｂに気体を封入するための封入バルブで
ある。

【００２２】また、減衰ブロック６は前記軸受ブロック
４にボルト結合され、このボルト結合された状態におい
て、第１接続ポート１６ａと第２接続ポート１６ｂが夫
々給排孔１３ａ，１３ｂを介して圧力室１０内の第１室
１１と第２室１２とに密閉状態で接続されている。

【００２３】ところで、このロータリダンパ１において
は、第１室１１と第２室１２の夫々にゴムまたは軟質樹
脂から成る袋状のダイヤフラム（袋状部材）２７が伸縮
自在に収容され、各ダイヤフラム２７の口部分が第１，
第２室１１，１２の夫々の給排孔１３ａ，１３ｂの開口
縁部に固着されている。そして、減衰力の発生に寄与す
る液体はこれらのダイヤフラム２７の内部に充填され、
第１，第２室１１，１２と各ダイヤフラム２７の外周面
の間には流入しないようになっている。したがって、各
ダイヤフラム２７は液体が圧力室１０の内壁に直接接す
るのを阻止する隔壁として機能している。

【００２４】尚、図中２８は、ダンパハウジング２の回
路内のエアを抜くためのエア抜きバルブである。

【００２５】以上の構成において、ダンパハウジング２
に対して入出力シャフト３が回動すると、同シャフト３
に延設されたベーン９が圧力室１０内をその内周面に沿
って移動し、そのとき、ベーン９が第１，第２室１１，
１２内のいずれか一方のダイヤフラム２７を押し縮めて
その内部の液体を加圧する。そして、このとき例えば第
１室１１側の液体が加圧されたとすると、その液体は給
排孔１３ａと第１接続ポート１６ａを介して第１バルブ
ユニット１５ａに導入されて、第１バルブユニット１５
ａの減衰弁１９を開いて減衰力を発生し、その減衰弁１
９で降圧された後に第２バルブユニット１５ｂのチェッ
ク弁２０を通り、さらに第２接続ポート１６ｂ、給排孔
１３ｂを通って第２室１２のダイヤフラム２７内に流入
する。尚、第２室１２側の液体が加圧された場合には、
液体が上記と逆方向に流れ、第２バルブユニット１５ｂ
の減衰弁１９において減衰力を発生する。

【００２６】このロータリダンパ１の場合、圧力室１０
内の液体が第１室１１と第２室１２において袋状のダイ
ヤフラム２７によって完全に密閉されているため、圧力
室１０内をベーン９が摺動しても、その摺動隙間を通し
て第１室１１と第２室１２の一方側から他方側に液体が
漏出することはまったくない。したがって、第１室１１
や第２室１２の内部の液体を確実に高圧に加圧し、第１
バルブユニット１５ａや第２バルブユニット１５ｂの減
衰弁１９で高減衰力を発生することができる。

【００２７】そして、このロータリダンパ１においは、
ベーン９の摺動隙間自体に液体が流れ込むことがまった
くないことから、圧力室１０とベーン９の寸法精度をさ
して厳格に管理する必要がなく、その分低コストでの製
造が可能であると共に、摺動隙間のばら付きによる減衰
力特性のばら付きも生じることがない。さらに、このロ
ータリダンパ１は、ベーン９の摺動隙間自体に液体が流
れ込まないことから、温度変化によって液体の粘性が変
化した場合であってもその粘性変化による減衰力特性の
変化がほとんど生じることがなく、したがって、常時安
定して所望通りの減衰力特性を得ることが可能である。

【００２８】また、この実施例のロータリダンパ１の場
合、第１，第２室１１，１２に収容する袋状部材をゴム
または軟質樹脂からなるダイヤフラム２７によって形成
するようにしたため、液体の高い密封性を確保すること
ができるうえに、低コストでの製造が可能である。

【００２９】つづいて、本発明の他の実施例を図３，図
４に基づいて説明する。尚、図１，図２に示した実施例
と同一部分には同一符号を用い、重複する部分の説明は
省略するものとする。

【００３０】このロータリダンパ３１は、ダンパハウジ
ング２が軸受ブロック４、減衰ブロック６、カバープレ
ート７から成り、軸受ブロック４に形成された略扇形の
圧力室１０が入出力シャフト３に突設されたベーン９に
よって第１室１１と第２室１２に隔成されている点や、
この第１，第２室１１，１２に夫々袋状部材としてのダ
イヤフラム２７が収容されている点、減衰ブロック６に
第１室１１と第２室１２を連通する連通路１４が形成さ
れ、その連通路１４に第１，第２バルブユニット１５
ａ，１５ｂと、体積補償装置２２が介装されている点等
の基本的な構成は図１，図２に示したものと同様であ
る。

【００３１】しかし、このロータリダンパ３１にあって
は、さらに圧力室１０の内壁面と各ダイヤフラム２７の
外側面の間に潤滑液が充填させている点で図１，図２に
示したものと異なっている。

【００３２】このロータリダンパ３１の場合、ダンパハ
ウジング２に対して入出力シャフト３が相対回動する
と、図１，図２に示したものと同様に、第１，第２室１
１，１２の各ダイヤフラム２７が伸縮して第１，第２バ
ルブユニット１５ａ，１５ｂで減衰力を発生するが、そ
の減衰力の発生に寄与する液体は各ダイヤフラム２７に
隔離されてベーン９の摺動隙間には流れ込まなくなる。
そして、この各ダイヤフラム２７の伸縮する際には、ダ
イヤフラム２７の外側面が圧力室１０の内壁に摺接する
が、両者の間には潤滑液３２が充填させているため、こ
の両者の摺動抵抗は極めて小さくなる。したがって、こ
のロータリダンパ３１にあってはダイヤフラム２７の摩
擦等の劣化が生じにくい。

【００３３】また、本発明のさらに他の実施例を図５に
基づいて説明する。尚、この場合にも図１，図２に示し
た実施例と同一部分に同一符号を付し、重複する説明を
省略するものとする。

【００３４】この実施例のロータリダンパ４１は、入出
力シャフト３に突設されたベーン９によって圧力室１０
が第１室１１と第２室１２に隔成されている点や、第１
室１１と第２室１２を連通する連通路１４に第１，第２
バルブユニット１５ａ，１５ｂと体積補償装置２２が介
装されている点等の基本的な構成は図１，図２に示した
ものと同様であるが、第１室１１と第２室１２に夫々袋
状の金属ベローズ４２が収容され、減衰力の発生に寄与
する液体がこの金属ベローズ４２に充填されている点で
図１，図２に示したものと異なっている。

【００３５】即ち、このロータリダンパ４１の場合、長
手方向に伸縮自在な袋状の金属ベローズ４２が円弧状の
第１室１１と第２室１２に夫々収容され、各ベローズ４
２がその頭部をベーン９に押圧されて縮み変位すると共
に、液体の流入によって伸び変位するようになってい
る。

【００３６】したがって、このロータリダンパ４１にあ
っては、ダンパハウジング２と入出力シャフト３の相対
回動時に第１，第２室１１，１２の各ベローズ４２が伸
縮して第１，第２バルブユニット１５ａ，１５ｂの減衰
弁１９で減衰力を発生し、減衰力の発生に寄与する液体
は各ベローズ４２に遮られてベーン９の摺動部には流れ
込まなくなる。

【００３７】そして、液体を圧力室１０の内壁に対して
隔てる金属ベローズ４２は常に規則正しく安定して伸縮
するため、伸縮作動時にベーン９の摺動隙間に噛み込ま
れるようなことがない。このため、このロータリダンパ
４１においては、常に安定した減衰力を得ることができ
ると共に、第１，第２室１１，１２に収容する袋状部材
の耐久性が向上する。

【００３８】尚、第１，第２室１１，１２に収容するベ
ローズ４２は樹脂等の金属以外のものであっても良い
が、金属を採用した場合にはベーン９の摺動隙間での噛
み込みをより確実に防止することができると共に、摩耗
耐久性も向上する。また、圧力室１０の内壁とベローズ
４２の外側面の間には潤滑液を充填して摩耗耐久性のよ
り一層の向上を図るようにしても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、ベーン
によって隔成されるダンパハウジング内の第１室と第２
室とに伸縮自在な袋状部材を夫々収容して、その袋状部
材に液体を充填するようにしたため、入出力シャフトと
ダンパハウジングの相対回動時にベーンの摺動隙間から
液体の漏出が生じなくなり、その結果、減衰弁に高圧を
作用させて高減衰力を得ることが可能である。

【００４０】そして、この発明にかかるロータリダンパ
の場合、ベーンの摺動隙間からの液体の漏出が完全に無
くなることから、温度上昇によって摺動隙間からの液体
の漏出量が増大することもなく、そのために温度変化に
よる減衰力変化も極めて小さくなる。また、ベーンの摺
動隙間の大小に拘わらず液体の漏出を確実に防止するこ
とができるため、ベーンや圧力室の寸法精度のばらつき
に拘わらず、安定した減衰力を得られるようになると共
に、寸法精度の厳格な管理を要求されないことから、低
コストでの製造も可能である。

【００４１】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
において、袋状部材をゴムまたは軟質樹脂から成るダイ
ヤフラムで形成するようにしたため、高い密封性を得る
ことが可能であること共に、低コストでの製造が可能で
ある。

【００４２】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、袋状部材をベローズで形成するようにしたため、袋
状部材の伸縮が規則正しく安定して行われ、ベーンの摺
動隙間に噛み込まれるようなことがなくなり、その結
果、得られる減衰力が安定すると共に、袋状部材の耐久
性も向上する。

【００４３】さらに、請求項４の発明は、請求項１〜３
のいずれかの発明において、圧力室の内壁面と袋状部材
の外側面の間に潤滑液を充填するようにしたため、この
潤滑液によって圧力室の内壁と袋状部材の摺動摩擦を小
さくして、袋状部材の耐久性を確実に向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】同実施例を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】本発明の他の実施例を示す断面図。

【図４】同実施例を示す図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図５】本発明のさらに他の実施例を示す模式断面図。

【符号の説明】

１，３１，４１…ロータリダンパ、 ２…ダンパハウジング、 ３…入出力シャフト、 ９…ベーン、 １０…圧力室、 １１…第１室、 １２…第２室、 １９…減衰弁、 ２７…ダイヤフラム（袋状部材）、 ３２…潤滑液、 ４２…金属ベローズ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダンパハウジングに液体の充填される略
   扇形の圧力室が形成され、この圧力室の扇形状の中心に
   位置されるように前記ダンパハウジングに入出力シャフ
   トが回動自在に支持されると共に、この入出力シャフト
   に、前記圧力室内を第１室と第２室とに隔成するベーン
   が突設され、このベーンの作動に伴う第１室と第２室の
   圧力差によって液体が減衰弁に導入されて減衰力を発生
   するロータリダンパにおいて、 前記第１室と第２室とに、前記液体が充填される伸縮自
   在な袋状部材を収容したことを特徴とするロータリダン
   パ。
2. 【請求項２】 前記袋状部材をゴムまたは軟質樹脂製か
   ら成るダイヤフラムで形成したことを特徴とする請求項
   １に記載のロータリダンパ。
3. 【請求項３】 前記袋状部材をベローズによって形成し
   たことを特徴とする請求項１に記載のロータリダンパ。
4. 【請求項４】 前記圧力室の内壁面と前記袋状部材の外
   側面の間に潤滑液を充填したことを特徴とする請求項１
   〜３のいずれかに記載のロータリダンパ。