JP2009024752A - 油圧緩衝器 - Google Patents
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Abstract
【課題】作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を抑制することができる油圧緩衝器を提供すること。
【解決手段】作動油が封入されたシリンダ内を画成するバルブディスク2と、バルブディスク2にて画成された油室3,4間を連通するポート6aと、ポート6aを閉塞して配置され、油室3,4間の圧力差が所定値を超えた場合に撓んで開弁するリーフバルブ12,13と、リーフバルブ12,13の端部に当接して配置されリーフバルブ12,13の撓みの支点を規定する間座11,14とを備え、間座11,14は、温度変化に伴い径方向に伸縮することによってリーフバルブ12,13の撓みの支点を変化させ、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を補償する。
【選択図】図1
【解決手段】作動油が封入されたシリンダ内を画成するバルブディスク2と、バルブディスク2にて画成された油室3,4間を連通するポート6aと、ポート6aを閉塞して配置され、油室3,4間の圧力差が所定値を超えた場合に撓んで開弁するリーフバルブ12,13と、リーフバルブ12,13の端部に当接して配置されリーフバルブ12,13の撓みの支点を規定する間座11,14とを備え、間座11,14は、温度変化に伴い径方向に伸縮することによってリーフバルブ12,13の撓みの支点を変化させ、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を補償する。
【選択図】図1
Description
本発明は、油圧緩衝器に関するものである。
自動車等の車両に搭載される油圧緩衝器として、シリンダ内を二つの油室に画成するピストンと、ピストンに設けられ二つの油室を連通するポートと、ポートの出口に開閉自在に設けられたリーフバルブとを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−190716号公報
この種の油圧緩衝器において、作動油の温度が上昇すると、作動油の粘性が低くなるため発生する減衰力は低下傾向となる。また、作動油の温度が低下すると、作動油の粘性が高くなるため発生する減衰力は増加傾向となる。
このように、作動油の温度が変化すると、それに伴って作動油の粘性が変化するため、油圧緩衝器の発生する減衰力は変化する。したがって、温度変化によっては、所望の減衰力特性が得られない場合がある。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を抑制することができる油圧緩衝器を提供することを目的とする。
本発明は、作動油が封入されたシリンダ内を画成するバルブディスクと、前記バルブディスクに形成され、前記バルブディスクにて画成された油室間を連通するポートと、前記ポートを閉塞して配置され、上流側の油室と下流側の油室との圧力差が所定値を超えた場合に撓んで開弁するリーフバルブと、前記リーフバルブの端部に当接して配置され、当該リーフバルブの撓みの支点を規定する間座とを備え、前記間座は、温度変化に伴い径方向に伸縮することによって前記リーフバルブの撓みの支点を変化させ、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を補償することを特徴とする。
本発明によれば、温度変化に伴う間座の径方向への伸縮によって、リーフバルブの撓み特性が変化するため、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を抑制することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
(第1の実施の形態)
図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る油圧緩衝器100について説明する。図1は油圧緩衝器100の断面図である。
図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る油圧緩衝器100について説明する。図1は油圧緩衝器100の断面図である。
油圧緩衝器100は、自動車等の車両における車体と車軸との間に介装され、車体姿勢の変化を抑制する機能を有するものである。
油圧緩衝器100は、作動油が封入された筒状のシリンダ1と、シリンダ1内に摺動自在に挿入されシリンダ1内を二つの油室3,4に画成するピストン2と、一端にピストン2が固定され他端はシリンダ1の外部に延在するロッド5とを備える。本実施の形態では、ピストン2がバルブディスクに該当する。
シリンダ1内には、ロッド5の侵入、退出によるシリンダ1内の容積変化を補償するガス室(図示せず)が設けられる。
ピストン2は、ロッド5が挿通する円筒形状のコア部2aと、外周に装着されたバンド8を介してシリンダ1の内周と摺動する環状のリング部2bとを有する。リング部2bは、軸方向の寸法がコア部2aと比較して大きく形成される。これにより、ピストン2には、リング部2bにて囲まれた収容部2cが形成される。
ピストン2には、ロッド側の油室3に常時連通する複数の内周ポート6aと、反ロッド側の油室4に常時連通する複数の外周ポート6bが形成される。シリンダ1内の作動油は、内周ポート6a及び外周ポート6bを介して油室3と油室4との間を行き来する。具体的には、内周ポート6aは、油圧緩衝器100の伸長動作時に油室3の作動油を油室4へと導く流路であり、外周ポート6bは、油圧緩衝器100の圧縮動作時に油室4の作動油を油室3へと導く流路である。
ピストン2における内周ポート6aの出口部には、複数の内周ポート6aから流出した作動油が合流する環状溝2dが形成され、また、外周ポート6bの出口部には、複数の外周ポート6bから流出した作動油が合流する環状溝2eが形成される。
バンド8は樹脂製であり、ピストン2がバンド8を介してシリンダ1内周に沿って摺動することによって、シリンダ1内周の磨耗が抑制され、また、シリンダ1内周とピストン2外周との間の作動油の通過が防止され良好なシール性能が得られる。
ロッド5は、軸受(図示せず)を介してシリンダ1に対して摺動するロッド本体部5aと、先端側に形成されロッド本体部5aと比較して小径のインロー部5bとを有し、インロー部5bには、ピストン2を含む各部材が組み付けられる。
インロー部5bに組み付けられる部材について説明する。
ロッド5におけるロッド本体部5aとインロー部5bとの境界には段部5cが形成され、段部5cには環状のバルブストッパ10が係止される。バルブストッパ10には、作動油が通過する複数の貫通孔10aが形成される。
バルブストッパ10には環状の間座11を介して積層リーフバルブ12の内周側が当接して配置され、積層リーフバルブ12にはピストン2が当接して配置される。
ピストン2の収容部2cには積層リーフバルブ13がコア部2aに当接して収容され、積層リーフバルブ13の内周側には、環状の間座14を介してインロー部5b先端の雄ねじ部5dに螺合するナット15が当接して配置される。
以上のように、インロー部5bには、バルブストッパ10、間座11、積層リーフバルブ12、ピストン2、積層リーフバルブ13、間座14、及びナット15が順次に嵌挿され、これらの各部材は、ナット15を締め付けることによってインロー部5bに固定される。
積層リーフバルブ12,13は、複数の環状のリーフバルブが積層して構成され、上流側の油室と下流側の油室との圧力差が所定値を超えた場合に撓んで開弁するものである。なお、本実施の形態では、積層リーフバルブ12,13は、複数のリーフバルブを積層して構成する場合について示すが、積層するリーフバルブの枚数は、必要とする減衰力によって決められ、リーフバルブを積層せずリーフバルブ1枚のみによって構成することも可能である。
積層リーフバルブ12は、間座11とピストン2との間で内周側が支持されると共に、外周側である自由端側がピストン2のシート部21に着座し外周ポート6bを閉塞して配置される。したがって、油圧緩衝器100が圧縮動作し、油室4の圧力が上昇し油室3と油室4との圧力差が所定値を超えた場合には、間座11の外径部を支点に外周側が撓み開弁する。これにより、積層リーフバルブ12とシート部21との間には隙間が発生し、その隙間を作動油が通過する際に生じる流れ抵抗によって減衰力が発生する。このように、積層リーフバルブ12は、圧縮行程用の減衰バルブである。
同様に、積層リーフバルブ13も、間座14とピストン2との間で内周側が支持されると共に、外周側である自由端側がピストン2のシート部22に着座し内周ポート6aを閉塞して配置される。したがって、油圧緩衝器100が伸長動作し、油室3の圧力が上昇し油室3と油室4との圧力差が所定値を超えた場合には、間座14の外径部を支点に外周側が撓み開弁する。このように、積層リーフバルブ13は、伸長行程用の減衰バルブである。なお、積層リーフバルブ12には、内周ポート6aに作動油を導くための貫通路16が形成され、また、内周ポート6aの入口部には、貫通路16と内周ポート6aとを連通するための環状溝2fが形成され、内周ポート6aは環状溝2f及び貫通路16を介して油室3と常時連通している。
このように、積層リーフバルブ12,13は、間座11,14によって内周側である反自由端側を支持され、間座11,14の外径部を支点に外周側である自由端側が撓んで開弁するものである。
以下に、間座11,14について詳しく説明する。なお、以下では、圧縮行程用の積層リーフバルブ12を支持する間座11を例にとって説明する。
間座11は、内周がインロー部5bの外周にぴったりと嵌合すると共に、積層リーフバルブ12の反自由端側の端部に当接して配置され、その外径部にて積層リーフバルブ12の撓みの支点を規定するものである。
積層リーフバルブ12における間座11とピストン2とに支持される部位は変形が拘束される。したがって、間座11の外径が大きい程、積層リーフバルブ12における撓みの支点である支持径が大きくなり、間座11の端部から積層リーフバルブ12の自由端までの距離が短くなるため、積層リーフバルブ12は撓み難くなる。また、間座11の外径が小さい程、積層リーフバルブ12における支持径が小さくなり、間座11の端部から積層リーフバルブ12の自由端までの距離が長くなるため、積層リーフバルブ12は撓み易くなる。
このことから、油圧緩衝器100が発生する減衰力は、間座11の外径部、つまり径方向の寸法に大きな影響を受ける。
間座11は、線膨張率が大きい材料にて構成される。したがって、間座11は、温度変化に伴い径方向へと伸縮し、積層リーフバルブ12における支持径を変化させる。これにより、油圧緩衝器100が発生する減衰力は、温度変化に伴い変化することになる。
一般的に、作動油の温度が高い場合には、作動油の粘性が低下し発生する減衰力は低下傾向となり、また、作動油の温度が低い場合には、作動油の粘性が増加し発生する減衰力は増加傾向となる。
このように、作動油の温度が変化した場合、それに伴って油圧緩衝器100が発生する減衰力も変化してしまう。しかし、間座11は、温度変化に伴い径方向へと伸縮し、積層リーフバルブ12における支持径を変化させるため、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように作用する。
間座11の線膨張率は、具体的には、ピストン2の線膨張率と比較して大きく設定される。さらに具体的には、間座11の線膨張率は、温度変化に伴う間座11の径方向への伸縮量が、ピストン2の径方向への伸縮量と比較して大きくなるように設定される。
間座11の線膨張率がこのように設定されることによって、積層リーフバルブ12における間座11とピストン2とに支持される支持径が温度変化に伴って変化する。このように、間座11は、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように、ピストン2に対して径方向に相対変形する。
次に、温度変化に伴う間座11の作用について説明する。
作動油の温度が上昇した場合には、間座11は径方向へと膨張するため、積層リーフバルブ12における支持径は、自由端側へと変位し大きくなる。これにより、積層リーフバルブ12の自由端側は撓み難くなる。
このように、作動油の温度が上昇した場合には、作動油の粘性が低下するため発生する減衰力は低下傾向となるが、間座11は、積層リーフバルブ12を撓み難くするように作用するため、積層リーフバルブ12とシート部21との間を作動油が通過し難くなる。したがって、作動油の粘性低下による減衰力の低下は、間座11の径方向への膨張によって補われる。
また、作動油の温度が低下した場合には、間座11は径方向へと収縮するため、積層リーフバルブ12における支持径は、反自由端側へと変位し小さくなる。これにより、積層リーフバルブ12の自由端側は撓み易くなる。
このように、作動油の温度が低下した場合には、作動油の粘性が増加するため発生する減衰力は増加傾向となるが、間座11は、積層リーフバルブ12を撓み易くするように作用するため、積層リーフバルブ12とシート部21との間を作動油が通過し易くなる。したがって、作動油の粘性増加による減衰力の増加は、間座11の径方向への収縮によって抑制される。
以上のように、間座11は、温度変化に伴い径方向へと伸縮し、積層リーフバルブ12における支持径を変化させるものであり、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように作用する。
本実施の形態の他の態様として、間座11を形状記憶合金にて構成するようにしてもよい。この場合、間座11は、基準温度(変態点)以上に上昇すると軸方向に伸長すると共に、基準温度未満に下降すると軸方向に収縮する二方向性の形状記憶合金によって構成される。このように間座11を構成することによって、間座11は、温度変化に伴い径方向に伸縮し、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように作用する。
以上の本実施の形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
間座11は、線膨張率が大きい材料にて構成される。したがって、作動油の温度が上昇した場合には、間座11は径方向に膨張するため、積層リーフバルブ12における支持径が大きくなる。これにより、発生する減衰力は大きくなり、作動油の粘性低下による減衰力の低下が補われる。また、作動油の温度が低下した場合には、間座11は径方向に収縮するため、積層リーフバルブ12における支持径が小さくなる。これにより、発生する減衰力は小さくなり、作動油の粘性増加による減衰力の増加が抑制される。
このように、温度変化に伴う間座11の径方向への伸縮によって、積層リーフバルブ12の撓み特性が変化するため、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を抑制することができ、作動油の温度変化が大きい場合でも、所望の減衰力特性を得ることができる。
なお、以上では、圧縮行程用の積層リーフバルブ12を支持する間座11について説明したが、伸長行程用の積層リーフバルブ13を支持する間座14も同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。
(第2の実施の形態)
図2を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る油圧緩衝器200について説明する。図2は油圧緩衝器200の断面図である。なお、以下の説明において、上記第1の実施の形態に用いた符号と同一の符号は、第1の実施の形態にて説明した部材と同一の部材を指すものとする。
図2を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る油圧緩衝器200について説明する。図2は油圧緩衝器200の断面図である。なお、以下の説明において、上記第1の実施の形態に用いた符号と同一の符号は、第1の実施の形態にて説明した部材と同一の部材を指すものとする。
本第2の実施の形態の油圧緩衝器200は、シリンダ1の底部に固定して配置されるベースバルブ30によって減衰力を発生させるものである。
ベースバルブ30は、油室4内に配置され、外周縁がシリンダ1の端部に圧入されることによってシリンダ1の底部に固定され、シリンダ1の底部に油室29を画成する。本実施の形態では、ベースバルブ30がバルブディスクに該当する。
油室29は、ベースバルブ30の端部に形成された切り欠き通路30aを介して、シリンダ1外周と外筒32内周とで画成されたタンク室33に連通している。
タンク室33内には、ロッド5の侵入、退出によるシリンダ1内の容積変化を補償するガス室(図示せず)が設けられる。
ベースバルブ30には、油室4に常時連通する複数の内周ポート34aと、タンク室33に常時連通する複数の外周ポート34bが形成される。内周ポート34aは、油圧緩衝器100の圧縮動作時に油室4の作動油をタンク室33へと導く流路であり、外周ポート34bは、油圧緩衝器100の伸長動作時にタンク室33の作動油を油室4へと導く流路である。
ベースバルブ30の軸心に形成された貫通孔には、各部材が組み付けられるガイド部材31が挿通される。
ガイド部材31は、ベースバルブ30を挿通するロッド部31aと、ロッド部31aと比較して大径の大径部31bと、大径部31bと比較してさらに大径のフランジ部31cとを有する。
ガイド部材31に組み付けられる部材について説明する。
大径部31bには、外周ポート34bを閉塞した状態でベースバルブ30に当接して配置されるノンリタンバルブ36と、ノンリタンバルブ36をベースバルブ30に対して付勢するノンリタンスプリング37とが嵌挿される。なお、ノンリタンバルブ36の内周側には、内周ポート34aに作動油を導くための貫通路36aが形成され、内周ポート34aは貫通路36aを介して油室4と常時連通している。
ロッド部31aには、大径部31bとの境界に形成された段部31dにベースバルブ30が当接して配置される。ベースバルブ30には、内周ポート34aを閉塞した状態で積層リーフバルブ38が重畳される。そして、積層リーフバルブ38の内周側には、間座39を介してバルブストッパ40が当接して配置される。このように、積層リーフバルブ38は、ベースバルブ30と間座39との間で、その内周側を支持されると共に、外周側である自由端側が内周ポート34aを閉塞して配置されるものである。
このように、ロッド部31aには、積層リーフバルブ38、間座39、及びバルブストッパ40が嵌挿され、ロッド部31aの端部に設けられたかしめ部42をバルブストッパ40に対してかしめることによって、各部材がガイド部材31に固定される。
油圧緩衝器200が圧縮動作し、油室4の圧力が上昇し油室4と油室29との圧力差が所定値を超えた場合には、積層リーフバルブ38は、外周側が撓み開弁する。これにより、積層リーフバルブ38とベースバルブ30のシート部30bとの間には隙間が発生し、ロッド5の進入体積分の作動油が油室4から油室29を通じてタンク室33に排出される。作動油が積層リーフバルブ38とシート部30bとの間を通過する際に生じる流れ抵抗によって減衰力が発生する。このように、積層リーフバルブ38は、圧縮行程用の減衰バルブである。
また、油圧緩衝器200が伸長動作した場合には、作動油は外周ポート34bを通り、ノンリタンバルブ36をノンリタンスプリング37の付勢力に抗して押し開く。これにより、ロッド5の退出体積分の作動油がタンク室33から油室29を通じて油室4に流入する。
このように、積層リーフバルブ38は、間座39によって内周側である反自由端側を支持され、間座39の外径部を支点に外周側である自由端側が撓んで開弁するものである。
本実施の形態においても、油圧緩衝器100が発生する減衰力は、間座39の外径部、つまり径方向の寸法に大きな影響を受ける。
間座39は、上記第1の実施の形態と同様に、内周がロッド部31aの外周にぴったりと嵌合すると共に、積層リーフバルブ38の反自由端側の端部に当接して配置され、その外径部にて積層リーフバルブ38の撓みの支点を規定するものである。
本実施の形態においても、間座39は、線膨張率が大きい材料にて構成される。具体的には、間座39の線膨張率は、ベースバルブ30の線膨張率と比較して大きく設定される。さらに具体的には、間座39の線膨張率は、温度変化に伴う間座39の径方向への伸縮量が、ベースバルブ30の径方向への伸縮量と比較して大きくなるように設定される。
間座39の線膨張率がこのように設定されることによって、積層リーフバルブ38における間座39とベースバルブ30とに支持される支持径が温度変化に伴って変化する。このように、間座39は、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように、ベースバルブ30に対して径方向に相対変形する。
以上の第2の実施の形態においても、上記第1の実施の形態と同様に、間座39は、温度変化に伴い径方向へと伸縮し、積層リーフバルブ38における支持径を変化させるものであり、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように作用する。
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
本発明は、車両に搭載される緩衝器に適用することができる。
100,200 油圧緩衝器
1 シリンダ
2 ピストン
3,4 油室
5 ロッド
6a 内周ポート
6b 外周ポート
10 バルブストッパ
11,14 間座
12,13 積層リーフバルブ
30 ベールバルブ
31 ガイド部材
31a ロッド部
33 タンク室
34a 内周ポート
34b 外周ポート
38 積層リーフバルブ
39 間座
1 シリンダ
2 ピストン
3,4 油室
5 ロッド
6a 内周ポート
6b 外周ポート
10 バルブストッパ
11,14 間座
12,13 積層リーフバルブ
30 ベールバルブ
31 ガイド部材
31a ロッド部
33 タンク室
34a 内周ポート
34b 外周ポート
38 積層リーフバルブ
39 間座
Claims (4)
- 作動油が封入されたシリンダ内を画成するバルブディスクと、
前記バルブディスクに形成され、前記バルブディスクにて画成された油室間を連通するポートと、
前記ポートを閉塞して配置され、上流側の油室と下流側の油室との圧力差が所定値を超えた場合に撓んで開弁するリーフバルブと、
前記リーフバルブの端部に当接して配置され、当該リーフバルブの撓みの支点を規定する間座と、を備え、
前記間座は、温度変化に伴い径方向に伸縮することによって前記リーフバルブの撓みの支点を変化させ、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を補償することを特徴とする油圧緩衝器。 - 前記間座の線膨張率は、前記バルブディスクの線膨張率と比較して大きいことを特徴とする請求項1に記載の油圧緩衝器。
- 前記間座の線膨張率は、温度変化に伴う前記間座の径方向への伸縮量が、前記バルブディスクの径方向への伸縮量と比較して大きくなるように設定されることを特徴とする請求項2に記載の油圧緩衝器。
- 前記間座は、形状記憶合金によって構成され、温度変化に伴い径方向に伸縮することによって作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を補償することを特徴とする請求項1に記載の油圧緩衝器。
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