JP2019143642A - 緩衝器 - Google Patents

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Yasuhiro Igarashi
靖弘 五十嵐
一樹 高橋
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一樹 高橋
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Abstract

【課題】 弁体の経時的な疲労を抑え、耐久性、寿命を向上することができる緩衝器を提供する。【解決手段】 油圧緩衝器1の弁機構13は、弁体室14、流入路15、流出路16、ばね17、弁座部18、弁体20等を備えている。弁体20は、一端に流入路15内を摺動する摺動軸部21と、弁座部18に離着座するシート部22と、摺動軸部21とは軸方向の反対側に位置する基部23とを有している。弁体20の摺動軸部21は、流入路15の内周面に摺接する摺接面21A1,21B1をそれぞれ有し流入路15の径方向で対向した一側摺動部21Aおよび他側摺動部21Bと、一側摺動部21Aと他側摺動部21Bとを繋ぐ接続部21Cとを有している。【選択図】 図1

Description

本発明は、例えば鉄道車両に搭載され、車両の振動を緩衝するのに好適に用いられる緩衝器に関する。
一般に、鉄道車両の各台車と車体との間には、シリンダ装置としての緩衝器が設けられ、鉄道車両の振動を緩衝するようにしている(例えば、特許文献1参照)。この種の従来技術による緩衝器には、作動流体が封入されたシリンダと、シリンダ内に摺動可能に挿嵌されたピストンと、ピストンに連結されてシリンダから外部に延出されたピストンロッドと、シリンダ内のピストンの摺動によって作動流体の流れが生じる流路と、流路に設けられピストンの移動に伴って開閉する弁機構と、を備えている。
特開2009−287609号公報
ところで、従来の緩衝器では、シリンダ内のピストンが摺動変位したときに、流路に設けられた弁機構の弁体が流路を開閉させて減衰力を発生させている。この場合、流路内を摺動する弁体にモーメントが加わり、弁体の摺動部に対して経時的な疲労による損傷が生じてしまうという問題がある。
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、弁体の経時的な疲労を抑え、耐久性、寿命を向上することができる緩衝器を提供することにある。
上述した課題を解決するために、本発明は、内部に作動流体が封入されたシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に挿嵌されたピストンと、前記ピストンに連結され前記シリンダから外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって作動流体の流れが生じる流路と、前記流路に設けられ前記ピストンの移動に伴って開閉する弁機構と、を備えた緩衝器において、前記弁機構は、弁体と前記弁体が収容される弁体室と、前記弁体室内へ作動流体を流入させる流入路と、前記弁体室外へ作動流体を流出させる流出路と、前記流入路が閉塞される方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、前記流入路に連通される流入口が開口されて前記弁体が着座されるシート面と、を有し、前記弁体は、前記流入路内を摺動する摺動軸部と、前記シート面に離着座するシート部と、該シート部を挟んで前記摺動軸部とは軸方向の反対側に位置して前記弁体室内に変位可能に設けられ前記流出路と連通するオリフィス通路が内部に形成された基部と、からなり、前記摺動軸部は、円柱形状であって、前記流入路の内周面に摺接する円弧状の摺接面をそれぞれ有し前記流入路の径方向で対向した一側摺動部および他側摺動部と、前記一側摺動部と前記他側摺動部とを繋ぐ接続部とを有することを特徴とする。
本発明によれば、弁体の経時的な疲労を抑え、耐久性、寿命を向上することができる。
本発明の実施の形態による緩衝器を示す断面図である。 図1中のII部における弁機構の拡大図である。 図2中の弁体を単体で示す斜視図である。 弁体が開弁したときの弁機構を示す断面図である。 弁機構を図4中の矢示V−V方向からみた断面図である。 第1の変形例による弁体を示す図面である。 第1の変形例による弁体を図6中の矢示VII−VII方向からみた断面図である。 第2の変形例による弁体を示す図面である。 第2の変形例による弁体を図8中の矢示IX−IX方向からみた断面図である。
以下、本発明の実施の形態に係る緩衝器を、鉄道車両等の油圧緩衝器に適用した場合を例に挙げて、添付図面に従って詳細に説明する。
まず、本発明の実施の形態による油圧緩衝器1について、図1ないし図5を参照しつつ説明する。この油圧緩衝器1は、その外殻をなす筒状の外筒2、内筒6、ピストン8、ピストンロッド9、ロッドガイド10、流路11、弁機構13を備えている。この油圧緩衝器1は、例えば鉄道車両の車体と台車(いずれも図示せず)との間に横置き状態で取付けられている。
油圧緩衝器1の外筒2は、内筒6の外周側に位置して内筒6と同軸に設けられている。外筒2の一端側(図1中の左端)はボトムキャップ3によって閉塞され、他端側(図1中の右端)は後述のロッドガイド10によって閉塞されている。外筒2の他端側には、後述のピストンロッド9を覆う筒状カバー4が取付けられている。ここで、ボトムキャップ3と筒状カバー4とには、例えば鉄道車両の車体と台車とに取付けられる取付アイ5A,5Bがそれぞれ設けられている。
油圧緩衝器1の内筒6は、シリンダを構成し、外筒2内に同軸をなして設けられている。内筒6の一端側はボトムキャップ3側にボトムバルブ7を介して嵌合し、固定されている。内筒6の他端側はロッドガイド10が嵌合して取付けられている。内筒6内には、作動流体としての作動液が封入されている。この作動流体としては、例えば、オイル、添加剤を混在させた水等を用いることができる。
この場合、内筒6と外筒2との間には環状のリザーバ室Aが形成され、このリザーバ室A内には、前記作動液と共にガスが封入されている。このガスは、大気圧状態の空気であってもよく、また圧縮された窒素ガス等の気体を用いてもよい。リザーバ室A内のガスは、ピストンロッド9の縮小時(縮み行程)に当該ピストンロッド9の進入体積分を補償すべく圧縮される。
ボトムバルブ7は、図1に示すように、内筒6の一端側に位置してボトムキャップ3と内筒6との間に設けられている。このボトムバルブ7には、リザーバ室A内の作動液が内筒6内のボトム側油室Cに向けて流通するのを許し、逆向きの流れを阻止するボトム側弁としての吸込み弁7Aが設けられている。
ここで、吸込み弁7Aは、内筒6内でピストン8が軸方向(ロッド伸長側)に摺動変位するときに、内筒6内が常に作動液で満たされた状態に保持するように開,閉弁する。即ち、ピストンロッド9の伸長行程でピストン8が内筒6内をロッド側油室Bの方向に摺動変位するときには、吸込み弁7Aが開弁してリザーバ室A内の作動液がボトム側油室Cへと流入または吸込まれる。
ピストン8は、内筒6内に摺動可能に挿入(挿嵌)された可動隔壁である。このピストン8は、内筒6内を一側油室としてのボトム側油室Cと、他側油室(反ボトム側油室)としてのロッド側油室Bとの2つの圧力室に分画(画成)している。ピストン8には、ボトム側油室Cからロッド側油室Bへと作動液が流通するのを許し、逆向きの流れを阻止するピストン弁としての逆止弁8Aが設けられている。
ここで、逆止弁8Aは、内筒6内でピストン8が軸方向(ロッド縮小側)に摺動変位するときに、内筒6内が常に作動液で満たされた状態に保持するように開,閉弁する。即ち、ピストンロッド9の縮小行程でピストン8が内筒6内をボトム側油室Cの方向に摺動変位するときには、逆止弁8Aが開弁してボトム側油室C内の作動液がロッド側油室Bへと吸込まれる。
ピストンロッド9は、その一端側が内筒6内でピストン8に連結されている。一方、ピストンロッド9の他端側(突出端側)は、ロッドガイド10等を介して内筒6の外部へと延びるように伸縮可能に突出している。このピストンロッド9の他端側は、取付アイ5Bを介して、例えば鉄道車両の台車等に取付けられている。
ロッドガイド10は、外筒2および内筒6の他端側に位置して、段付円筒状に形成されている。ロッドガイド10は、内筒6の他側部分を外筒2の中央に位置決めすると共に、その内周側でピストンロッド9を軸方向に摺動可能にガイド(案内)している。ここで、ロッドガイド10には、内筒6内のピストン8の摺動によって作動液の流れが生じる流路11と、流路11に設けられ作動液の流量を調整する弁機構13とが設けられている。
流路11は、ロッドガイド10内に位置して、リザーバ室Aとロッド側油室Bとの間に設けられている。流路11の軸方向一端側は流入部11Aとなってロッド側油室Bと連通し、流入部11Aの軸方向他端側は後述の弁機構13の流入路15と連通している。この流路11は、ピストン8の摺動により作動液の流れを生じさせ、ロッド側油室B内の作動液をリザーバ室Aに向けて流通させるものである。
流出パイプ12は、流路11の流出部となり、リザーバ室A内に位置して設けられている。この流出パイプ12の基端側は後述の弁機構13の流出路16に接続され、流出パイプ12の先端側はリザーバ室A内の作動液中に沈漬(浸漬)されている。流出パイプ12は、例えば可撓性パイプにより形成されている。これにより、流出パイプ12は、ロッド側油室Bから流路11を介して弁体室14内に吸込んだ作動液を、リザーバ室A内の作動液中に供給する。
弁機構13は、ロッドガイド10内に位置して、流路11の流入部11Aと流出パイプ12(流路11の流出部)との間に設けられている。弁機構13は、弁体室14、流入路15、流出路16、ばね17、弁座部18、スクリュー19、弁体20等を備えている。この弁機構13は、ピストン8の移動に伴って開閉し、流路11内を通過する作動液の流量を調整して減衰力を発生させるものである。即ち、弁機構13は、予め定められた圧力で開弁して、ピストン8の移動速度に応じて開口面積(開度)が変化する調圧弁として構成されている。
弁体室14は、ロッドガイド10内に位置して、流入路15と流出路16との間に設けられている。弁体室14は、ロッドガイド10の外周側から内周側に向けて径方向に穿設されたボア形状の段付きの環状孔として形成されている。この弁体室14は、流入路15と流出路16とを連通させるとともに、弁体20を収容するためのものである。
ここで、弁体室14の一側(ピストンロッド9側)は、流入路15と連通し、弁体20のシート部22が着座するテーパ状の弁座部18が形成されている。また、弁体室14の他側(外筒2側)には、スクリュー19を弁体室14内に埋設するための座ぐり孔14Aが形成されている。一方、弁体室14の下流側(ボトムキャップ3側)は、流出路16と連通している。
流入路15は、ロッドガイド10内を径方向に穿設することにより、流路11の流入部11Aと弁体室14との間に設けられている。流入路15の一側は流入部11Aと連通し、流入路15の他側は弁体室14と連通している。この場合、流入路15の他端は、流入路15と弁体室14とを連通させる流入口15Aを形成している。この流入路15は、ロッド側油室Bから流路11を介して吸い込んだ作動液を、弁体室14内に向けて流入させるものである。即ち、流入路15は、流路11の一部を構成している。
流出路16は、ロッドガイド10の径方向外側を軸方向に穿設することにより、弁体室14とリザーバ室Aとの間に設けられている。流出路16の一側は弁体室14と連通し、流出路16の他側は流出パイプ12を介してリザーバ室Aと連通している。この流出路16は、流入路15から吸い込んだ作動液を、弁体室14外に向けて流出させるものである。即ち、流出路16は、流路11の一部を構成している。
ばね17は、スクリュー19と弁体20のシート部22との間に位置して、弁体20の基部23を取囲むように設けられている。このばね17は、例えばコイルばねにより構成され、弁体20を流入路15が閉塞する方向に常時付勢する付勢部材を構成している。即ち、ばね17は、弁体20をスクリュー19からピストンロッド9側に離間する方向に付勢している。
弁座部18は、弁体室14の軸方向一側(ピストンロッド9側)に位置して、流入路15の流入口15Aを囲むように設けられている。この弁座部18は、弁体室14の一側壁面から外筒2側に向けてテーパ状に突出している。弁座部18は、流入口15Aが開口されて弁体20のシート部22が着座するものである。
スクリュー19は、弁体室14の軸方向他側(外筒2側)に位置して、弁体室14の内周面に螺合して設けられている。スクリュー19は、全体として段付円筒状に形成され、ばね17を支承するばね受部19Aと、該ばね受部19Aからピストンロッド9側に突出する凸部19Bとにより構成されている。この凸部19Bは、弁体20の開弁時に弁体20の基部23の他端側が当接することにより、弁体20の移動を規制するものである。
弁体20は、弁体室14内に収容され、弁体室14内を軸方向に移動可能に設けられている。この弁体20には、弁体20の長さ方向一側に形成された小径の摺動軸部21と、弁座部18に離着座する環状のシート部22と、弁体20の長さ方向他側に形成された大径の基部23とが一体に形成されている。弁体20は、図3に示すように、段付円柱状のポペット弁として形成されている。弁体20は、弁体室14内を弁体室14の長さ方向に移動することにより、流入路15を流出路16に対して開閉するものである。
摺動軸部21は、弁体20の長さ方向一側に位置して、流入路15内に摺動可能に挿嵌されている。この摺動軸部21は、シート部22からピストンロッド9側に向けて延びる円柱状の突出部材として形成されている。摺動軸部21は、一側摺動部21Aと他側摺動部21Bと接続部21Cと連通穴21Dと凹部21E,21Fとにより構成されている。この場合、摺動軸部21は、当該摺動軸部21の外周側を切欠いて凹部21E,21Fを設けることにより、一側摺動部21Aと他側摺動部21Bとが、例えば左,右方向(径方向)で対向して形成されている。また、摺動軸部21は、一側摺動部21Aおよび他側摺動部21B間に接続部21Cが設けられることにより、全体として断面H字状に形成されている。
一側摺動部21Aは、摺動軸部21の径方向一側に位置して設けられている。この一側摺動部21Aは、断面略半円状に形成され、流入路15の径方向一側(例えば、図2に示す状態では取付アイ5B側)の内周面と摺動するものである。この場合、一側摺動部21Aは、流入路15の内周面と摺動する円弧状の摺接面21A1を有している。
一方、他側摺動部21Bは、摺動軸部21の径方向他側に位置して、一側摺動部21Aとは径方向に離間して設けられている。即ち、一側摺動部21Aと他側摺動部21Bとは、流入路15の径方向で対向している。この他側摺動部21Bは、断面略半円状に形成され、流入路15の径方向他側(例えば、図2に示す状態では取付アイ5A側)の内壁面に対して摺動するものである。即ち、他側摺動部21Bは、流入路15の内周面と摺動する円弧状の摺接面21B1を有している。
接続部21Cは、摺動軸部21の径方向中央に位置して、一側摺動部21Aと他側摺動部21Bとの間に設けられている。接続部21Cの径方向一側は一側摺動部21Aと一体に形成され、接続部21Cの径方向他側は他側摺動部21Bと一体に形成されている。即ち、この接続部21Cは、一側摺動部21Aと他側摺動部21Bとの間を繋ぐ(接続する)梁部材を構成し、摺動軸部21の強度を保持するものである。
連通穴21Dは、摺動軸部21の長さ方向他側(外筒2側)に位置して設けられている。この連通穴21Dは、接続部21Cの基端側を径方向に貫通する円形状の貫通穴として形成されている。連通穴21Dは、摺動軸部21の基端側において後述のオリフィス通路23Aと連通している。これにより、摺動軸部21の凹部21E,21Fから流入する作動液は、連通穴21Dを介してオリフィス通路23Aに向けて流通することになる。連通穴21Dを円形状の貫通穴としたことにより、最も一般的な切削工具を用いることができ、生産性を向上させることができる。
この場合、連通穴21Dの軸方向他側面(基端面)とシート部22の着座面22Aとは、寸法Sだけ離間している(図2参照)。この寸法Sにより、弁体20の開弁時において、弁体20が弁座部18から離座してから連通穴21Dが弁体室14内に進入するまでの距離または時間を設定して、減衰力特性を調整することができる。
凹部21E,21Fは、摺動軸部21の一側摺動部21Aと他側摺動部21Bとの間に位置し、両側から接続部21Cを挟んでそれぞれ設けられている。この凹部21E,21Fは、一側摺動部21Aおよび他側摺動部21Bが設けられている方向と直交した位置に配置されている。凹部21E,21Fの長さ方向基端側は連通穴21Dにより互いに連通され、該連通穴21Dを介してオリフィス通路23Aと連通している。これにより、凹部21E,21Fは、流入路15内に流入した作動液を、連通穴21Dを介してオリフィス通路23Aへと流通させる。
この場合、凹部21E,21Fは、摺動軸部21の外周側を切欠くことにより、一側摺動部21A、他側摺動部21Bおよび接続部21Cの間に形成されている。即ち、凹部21E,21Fは、摺動軸部21の外周に対して開口し、流入路15と常時連通している。凹部21E,21Fは、その長さ方向一側が摺動軸部21の一側端面に開口し、その長さ方向他側は、連通穴21Dの位置まで摺動軸部21の長さ方向(軸方向)に延びている。
シート部22は、摺動軸部21と基部23との間に位置して設けられている。シート部22は、基部23の外周側から、全周にわたって径方向外側に突出する鍔部として形成されている。このシート部22の軸方向一端面は、弁体20の閉弁時に弁座部18に着座する着座面22Aをなしている。一方、シート部22の軸方向他端面は、ばね17の軸方向一側を支承する支承面22Bをなしている。
これにより、シート部22は、ピストン8の摺動変位に連動して流入路15を開閉する。即ち、弁体20の閉弁時には、シート部22の着座面22Aが弁座部18に着座して、流入路15を弁体室14に対して遮断する。一方、弁体20の開弁時には、シート部22の着座面22Aが弁座部18から離座して、流入路15を弁体室14に対して連通させる。
基部23は、シート部22を挟んで摺動軸部21とは軸方向反対側に設けられている。即ち、基部23は、弁体20の長さ方向(軸方向)他側に位置して、弁体室14内に変位可能に設けられている。この基部23は、摺動軸部21よりも径方向寸法が大きく、シート部22から外筒2側に向けて延びる円柱状の突出部材として形成されている。また、基部23の内部には、オリフィス通路23Aが形成されている。基部23の軸方向他端は、弁体20の開弁時にスクリュー19の凸部19Bと当接して、弁体20の移動を規制するものである。なお、本実施の形態では、摺動軸部21よりも基部23の径方向寸法を大きくしたが、同等あるいは摺動軸部21よりも基部23の径方向寸法を小径としてもよい。
オリフィス通路23Aは、基部23の内部に位置して形成されている。オリフィス通路23Aは、基部23の軸方向他端から連通穴21Dおよび凹部21E,21Fまでを貫通する小孔として形成されている。このオリフィス通路23Aは、ピストンロッド9の伸縮時に流入路15から流出路16に向けて流通する作動液を絞ることにより、減衰力を発生させるものである。
本実施の形態による油圧緩衝器1は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
油圧緩衝器1は、その一端側に位置するボトムキャップ3の取付アイ5Aが、例えば鉄道車両の車体に取付けられる。また、ピストンロッド9の他端側の取付アイ5Bが、例えば鉄道車両の台車に取付けられる。これにより、ピストンロッド9が内筒6から軸方向に伸長したり、内筒6内へと軸方向に縮小したりして鉄道車両の振動を減衰するように緩衝することができる。
即ち、ピストンロッド9が伸長行程にある場合、ピストン8が軸方向(ロッド伸長側)に摺動変位するときには、ロッド側油室B内が高圧状態となる。そして、ロッド側油室B内の圧力が予め決められた開弁圧を越えると弁機構13の弁体20が開弁し、作動液が流路11から流入路15を介して弁体室14内へと流入する。弁体室14内へと流入した作動液は、流出路16、流出パイプ12を介してリザーバ室Aに向けて流出する。これにより、弁機構13によりピストンロッド9の伸長動作を抑えるように緩衝することができる。
ここで、流入路15内に流入した作動液は、摺動軸部21の凹部21E、21F、連通穴21D、オリフィス通路23Aを介して、弁体室14内に流入する。このとき、弁機構13は、オリフィス通路23Aを流通する作動液に絞り作用を生じさせることにより、減衰力を発生させる。
そして、ピストン速度が上昇して、ロッド側油室B内の圧力が予め決められた開弁圧を越えると、シート部22の着座面22Aが弁座部18から離座して、弁体20が開弁する。この場合、図4に示すように、流入路15内に流入した作動液は、摺動軸部21の一側摺動部21Aと他側摺動部21Bとの間の凹部21E,21Fを介して、弁体室14内に流入する。弁体室14内に流入した作動液は、流出路16を介して流出パイプ12に向けて流通し、リザーバ室A内に流出する。
また、ピストンロッド9の伸長行程では、内筒6から進出したピストンロッド9の進出体積分に相当する分量の作動液が、リザーバ室A内からボトムバルブ7の吸込み弁7Aを介してボトム側油室C内に流入する。この場合、ピストン8に設けられた逆止弁8Aは、ボトム側油室C内の作動液がロッド側油室Bへと流通するのを許し逆向きの流れを阻止するので、ロッド側油室Bからボトム側油室C内へと作動液が流入することはない。
一方、ピストンロッド9が縮小行程にある場合、ピストン8が軸方向(ロッド縮小側)に摺動変位するときには、ボトム側油室C内が高圧状態となる。そして、ボトム側油室C内の作動液がピストン8に設けられた逆止弁8Aを介してロッド側油室B内へと流入する。この場合、ボトムバルブ7に設けられた吸込み弁7Aは、リザーバ室A内の作動液が内筒6内のボトム側油室Cへと流通するのを許し逆向きの流れを阻止するので、ボトム側油室Cからリザーバ室A内へと作動液が流入することはない。
そして、ロッド側油室B内の圧力が予め決められた開弁圧を越えると、弁機構13の弁体20が開弁し、ロッド側油室B内の作動液が流入路15から弁体室14内へと流入して流出路16、流出パイプ12を介してリザーバ室Aに向けて流出する。これにより、ピストンロッド9の伸長行程と同様に、弁機構13によりピストンロッド9の縮小動作を抑えるように緩衝することができる。
ここで、油圧緩衝器1は、ユニフロー構造となっている。即ち、内筒6内の作動液は、ピストンロッド9の伸び行程と縮み行程との両行程で、ロッド側油室Bから流路11を介してリザーバ室Aに向けて常に一方向に流通する。これにより、ピストン8の軸方向への移動距離が同一であれば、同一量の作動液がロッド側油室Bから弁機構13を通過するので、同一の減衰力が発生する。
ところで、ピストンロッド9の伸縮動作により、流入路15内の作動液が弁機構13の弁体20を摺動させるので、流入路15内を摺動する摺動軸部21には過大な負荷が作用している。この場合、本実施の形態による油圧緩衝器1は、弁体20の摺動軸部21に接続部21Cを設け、摺動軸部21の剛性を高めている。これにより、弁体20は、摺動軸部21に作用する負荷から摺動軸部21の損傷を抑制している。
かくして、本実施の形態によれば、弁体20の摺動軸部21を、一側摺動部21Aと他側摺動部21Bと接続部21Cとにより、断面H字状に形成した。この場合、接続部21Cは、一側摺動部21Aと他側摺動部21Bとの間を繋ぐ梁部材を構成している。これにより、接続部21Cは、摺動軸部21の強度を確保することができる。この結果、弁体20は、摺動軸部21に作用する経時的な疲労、劣化を抑え、耐久性、寿命を向上することができる。
また、本実施の形態によれば、弁体20の摺動軸部21は、経時的な疲労による劣化を抑制しているので、弁体20の交換頻度を少なくすることができる。これにより、弁体20を長期に亘って使用することが可能となり、部品の交換コストを抑えることができる。
また、本実施の形態によれば、摺動軸部21に接続部21Cを設けているので、弁体20の開弁時と弁体20の閉弁時とにおける作動液の受圧面積の変化を少なくすることができる。即ち、弁体20の閉弁時には、作動液の受圧面積は摺動軸部21の断面積全体となり、弁体20の開弁時には、作動液の受圧面積は一側摺動部21Aと他側摺動部21Bと接続部21Cとの断面積全体となる。この場合、接続部を設けていない従来例の弁体においては、弁体の開弁時の作動液の受圧面積は、一側摺動部と他側摺動部との断面積全体となる。
従って、本実施の形態の弁体20は、従来例の弁体と比べて、開弁時と閉弁時との作動液の受圧面積の変化が接続部21C分だけ少なくなる。これにより、開弁時と閉弁時との作動液の受圧面積の変化に起因する弁体20の自励振動を低減することができる。この結果、弁体20の摺動時の不要な挙動を抑えることができるので、弁体20が安定して作動することができる。
また、本実施の形態によれば、連通穴21Dを接続部21Cの基端側に設けて、オリフィス通路23Aと連通する構成とした。これにより、流入路15に流入した作動液は、連通穴21Dを介してオリフィス通路23Aに流通することができる。この結果、弁体20は、作動液の流通を妨げることなく、流入路15から流出路16に向けて作動液を流通させることができるので、所望の減衰力特性を発生させることができる。
なお、前記実施の形態では、弁体20の摺動軸部21の連通穴21Dを円形状の貫通穴として形成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図6および図7に示す第1の変形例のように構成してもよい。即ち、弁体31は、第1の実施の形態の弁体20と同様に、摺動軸部32、シート部22、基部23により構成されている。この場合、摺動軸部32は、第1の実施の形態の弁体20の摺動軸部21と同様に、一側摺動部32A、摺接面32A1、他側摺動部32B、摺接面32B1、接続部32C、連通穴32D、凹部32E,32Fにより構成されている。しかし、第1の変形例による弁体31は、連通穴32Dを四角形状の貫通穴として形成する点で、第1の実施の形態の弁体20と異なっている。これにより、円形状の貫通穴と比して、通路面積を確保することができる。
また、前記実施の形態では、弁体20の摺動軸部21の軸方向他側に連通穴21Dを設けて、該連通穴21Dとオリフィス通路23Aとを連通する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図8および図9に示す第2の変形例のように構成してもよい。即ち、弁体41は、第1の実施の形態の弁体20と同様に、摺動軸部42、シート部22、基部43により構成されている。この場合、摺動軸部42は、第1の実施の形態の弁体20の摺動軸部21と同様に、一側摺動部42A、摺接面42A1、他側摺動部42B、摺接面42B1、接続部42C、凹部42E,42Fにより構成されている。また、基部43は、第1の実施の形態の弁体20の基部23と同様に、オリフィス通路43Aを備えている。
しかし、第2の変形例による弁体41は、オリフィス通路43Aが、基部43の径方向一側に位置して、凹部42Fの底面から基部43の軸方向他端(底面)までを貫通する点で、第1の実施の形態の弁体20と異なっている。これにより、接続部42Cを貫通する連通穴を設けることなく、作動液を流入路15から凹部42E,42Fおよびオリフィス通路43Aを介して流出路16に向けて流通させることができる。なお、オリフィス通路43Aは、基部43の径方向他側に位置して、凹部42Eの底面から基部43の軸方向他端までを貫通する構成としてもよい。
また、前記実施の形態では、接続部21Cを、一側摺動部21Aと他側摺動部21Bとの間に1個設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、接続部を一側摺動部と他側摺動部との間に2個以上設ける構成としてもよい。
また、前記実施の形態では、ボトムバルブ7に吸込み弁7Aを設け、ピストン8には逆止弁8Aを設けて、ロッド側油室Bからリザーバ室Aに向けて作動液が一方向に流れるユニフロー型の油圧緩衝器1を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、ボトムバルブ、ピストン、ロッドガイドに逆止弁を設けて、ピストンロッドの伸び行程と縮み行程との両行程で、作動液の流れが正逆の両方向となるバイフロー型の緩衝器に弁機構13を設ける構成としてもよい。
また、前記実施の形態では、弁機構13をロッドガイド10に配置した流路11に設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、弁機構を、ピストンに形成した流路に設けてもよいし、ボトムバルブに形成した流路に設ける構成としてもよい。
また、前記実施の形態では、油圧緩衝器1を、鉄道車両の車体と台車との間に横置き状態で取付ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば緩衝器を鉄道車両の車体と台車との間に縦置き状態で取付ける構成としてもよい。
さらに、前記実施の形態では、油圧緩衝器1を鉄道車両に設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、4輪自動車および2輪車に用いる緩衝器、一般産業機器を含む各種の機械機器に用いる緩衝器、建築物に用いる緩衝器等、緩衝すべき対象を緩衝する各種の緩衝器(シリンダ装置)にも適用することができる。
次に、上記実施の形態に含まれる発明について、以下に述べる。即ち、本発明は、接続部には、オリフィス通路に連通する連通穴が形成された構成としている。これにより、流入路内に流入した作動液を、連通穴を介してオリフィス通路に流通させることができる。
また、本発明は、連通穴は、円形状である構成としている。これにより、一般的な切削工具を用いて加工をすることができる。
また、本発明は、連通穴は、四角形状である構成としている。これにより、通路面積を確保することができる。
また、本発明は、摺動軸部は、一側摺動部と他側摺動部との周方向間に凹部を対向して形成され、該凹部とオリフィス通路とは、直接貫通している構成としている。これにより、接続部を貫通する連通穴を設けることなく、作動液を流通させることができる。
以上説明した実施形態に基づく緩衝器として、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
緩衝器の第1の態様としては、内部に作動流体が封入されたシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に挿嵌されたピストンと、前記ピストンに連結され前記シリンダから外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって作動流体の流れが生じる流路と、前記流路に設けられ前記ピストンの移動に伴って開閉する弁機構と、を備えた緩衝器において、前記弁機構は、弁体と前記弁体が収容される弁体室と、前記弁体室内へ作動流体を流入させる流入路と、前記弁体室外へ作動流体を流出させる流出路と、前記流入路が閉塞される方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、前記流入路に連通される流入口が開口されて前記弁体が着座される弁座部と、を有し、前記弁体は、前記流入路内を摺動する摺動軸部と、前記弁座部に離着座するシート部と、該シート部を挟んで前記摺動軸部とは軸方向の反対側に位置して前記弁体室内に変位可能に設けられ前記流出路と連通するオリフィス通路が内部に形成された基部と、からなり、前記摺動軸部は、円柱形状であって、前記流入路の内周面に摺接する円弧状の摺接面をそれぞれ有し前記流入路の径方向で対向した一側摺動部および他側摺動部と、前記一側摺動部と前記他側摺動部とを繋ぐ接続部とを有することを特徴とする。
第2の態様としては、第1の態様において、前記接続部には、前記オリフィス通路に連通する連通穴が形成されたことを特徴とする。
第3の態様としては、第2の態様において、前記連通穴は、円形状であることを特徴とする。
第3の態様としては、第2の態様において、前記連通穴は、四角形状であることを特徴とする。
第4の態様としては、第1の態様において、前記摺動軸部は、前記一側摺動部と他側摺動部との周方向間に凹部を対向して形成され、該凹部と前記オリフィス通路とは、直接貫通していることを特徴とする。
1 油圧緩衝器(緩衝器)
6 内筒(シリンダ)
8 ピストン
9 ピストンロッド
11 流路
13 弁機構
14 弁体室
15 流入路
15A 流入口
16 流出路
17 ばね(付勢部材)
18 弁座部
20,31,41 弁体
21,32,42 摺動軸部
21A,32A,42A 一側摺動部
21A1,21B1,32A1,32B1,42A1,42B1 摺接面
21B,32B,42B 他側摺動部
21C,32C,42C 接続部
21D,32D 連通穴
22 シート部
23,43 基部
23A,43A オリフィス通路

Claims (5)

  1. 内部に作動流体が封入されたシリンダと、
    前記シリンダ内に摺動可能に挿嵌されたピストンと、
    前記ピストンに連結され前記シリンダから外部に延出されたピストンロッドと、
    前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって作動流体の流れが生じる流路と、
    前記流路に設けられ前記ピストンの移動に伴って開閉する弁機構と、を備えた緩衝器において、
    前記弁機構は、
    弁体と、
    前記弁体が収容される弁体室と、
    前記弁体室内へ作動流体を流入させる流入路と、
    前記弁体室外へ作動流体を流出させる流出路と、
    前記流入路が閉塞される方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、
    前記流入路に連通される流入口が開口されて前記弁体が着座される弁座部と、を有し、
    前記弁体は、
    前記流入路内を摺動する摺動軸部と、前記弁座部に離着座するシート部と、該シート部を挟んで前記摺動軸部とは軸方向の反対側に位置して前記弁体室内に変位可能に設けられ前記流出路と連通するオリフィス通路が内部に形成された基部と、からなり、
    前記摺動軸部は、円柱形状であって、前記流入路の内周面に摺接する円弧状の摺接面をそれぞれ有し前記流入路の径方向で対向した一側摺動部および他側摺動部と、前記一側摺動部と前記他側摺動部とを繋ぐ接続部とを有することを特徴とする緩衝器。
  2. 前記接続部には、前記オリフィス通路に連通する連通穴が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の緩衝器。
  3. 前記連通穴は、円形状であることを特徴とする請求項2に記載の緩衝器。
  4. 前記連通穴は、四角形状であることを特徴とする請求項2に記載の緩衝器。
  5. 前記摺動軸部は、前記一側摺動部と他側摺動部との周方向間に凹部を対向して形成され、
    該凹部と前記オリフィス通路とは、直接貫通していることを特徴とする請求項1に記載の緩衝器。
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