JP2010180894A - Shock absorber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、緩衝器の改良に関する。 The present invention relates to an improved shock absorber.
この種緩衝器は、たとえば、自動二輪車の車体と車軸との間や自動二輪車のステアリングと車体との間といった部位に介装されて、制振対象における振動を減衰するものである。そして、このような緩衝器にあっては、伸長時と圧縮時に発生される減衰力を独立して可変にできることが要望されることがある。 For example, this type of shock absorber is interposed between a vehicle body and an axle of a motorcycle or between a steering wheel and a vehicle body of a motorcycle to dampen vibrations in a vibration control target. In such a shock absorber, it may be desired that the damping force generated during expansion and compression can be made variable independently.
このような要求を満足させる場合、たとえば、緩衝器の伸長時に減衰力を発揮する伸側減衰弁と圧縮時に減衰力を発揮する圧側減衰弁の二つを設けておき、これらをソレノイドで駆動して発生減衰力を可変にすることが考えられる。 In order to satisfy such a requirement, for example, there are provided an expansion side damping valve that exhibits a damping force when the shock absorber is extended and a compression side damping valve that exhibits a damping force when compressed, and these are driven by a solenoid. The generated damping force can be made variable.
しかしながら、伸側と圧側の減衰弁をそれぞれ別個独立のソレノイドで駆動する場合、一つの緩衝器に二つのソレノイドが必要となって、緩衝器が大型化し、重量もコストも増大する。 However, when each of the expansion side and compression side damping valves is driven by separate solenoids, two solenoids are required for one shock absorber, which increases the size of the shock absorber and increases its weight and cost.
これを回避するため、伸側の減衰弁と圧側の減衰弁の両者の弁体を直列配置して一つのソレノイドでこれらを制御する提案があり、この提案では一つのソレノイドで伸側と圧側の減衰力調整を行うことができ、緩衝器の大型化、重量およびコスト増加を低減することができる(たとえば、特許文献1,2参照)。 In order to avoid this, there is a proposal that controls the valve body of both the expansion side damping valve and the pressure side damping valve in series and controls them with a single solenoid. The damping force can be adjusted, and the increase in size, weight, and cost of the shock absorber can be reduced (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
上述の提案では、一つのソレノイドで伸側および圧側の減衰弁を制御することが可能となるのであるが、二つの減衰弁を制御するためソレノイドのストロークを大きく採る必要があり、二つのソレノイドを設けなくてはならない緩衝器に比較すれば軽量、小型でコスト安となるものの、ソレノイド単体としては大型化するので、より一層の小型化、軽量化およびコスト低減が望まれている。 In the above proposal, it is possible to control the expansion side and compression side damping valves with one solenoid, but it is necessary to take a large stroke of the solenoid in order to control the two damping valves. Although it is lighter, smaller, and less expensive than a shock absorber that must be provided, the solenoid itself is increased in size, so further reduction in size, weight, and cost reduction are desired.
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、伸側および圧側の減衰力を可変にでき小型、軽量であってコストを低減可能な緩衝器を提供することである。 Accordingly, the present invention was devised in order to improve the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a buffer that can make the damping force on the extension side and the compression side variable and can be reduced in size, weight, and cost. Is to provide a vessel.
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段における緩衝器は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともにシリンダ内を一方室と他方室とに区画するピストンと、電磁リリーフ弁と、一方室を電磁リリーフ弁の上流へ接続するとともに他方室を電磁リリーフ弁の下流へ接続する一方側連通ポジションと他方室を電磁リリーフ弁の上流へ接続するとともに一方室を電磁リリーフ弁の下流へ接続する他方側連通ポジションとを有し一方室と他方室の圧力をパイロット圧として一方室の圧力が他方室の圧力を上回ると一方側連通ポジションに切換わり他方室の圧力が一方室の圧力を上回ると他方側連通ポジションに切換わる方向切換弁とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a shock absorber in the problem solving means of the present invention includes a cylinder, a piston that is slidably inserted into the cylinder and that divides the cylinder into one chamber and the other chamber, and an electromagnetic relief. Connect the valve and one chamber upstream of the electromagnetic relief valve and connect the other chamber downstream of the electromagnetic relief valve. Connect the other chamber upstream of the electromagnetic relief valve and connect one chamber to the electromagnetic relief valve. If the pressure in one chamber exceeds the pressure in the other chamber using the pressure in the one chamber and the other chamber as the pilot pressure, the pressure in the one chamber is switched to the one communication position. And a direction switching valve that switches to the other communication position when the pressure is exceeded.
本発明の緩衝器によれば、単一の電磁リリーフ弁を用いて伸側と圧側の両方の減衰力を可変にすることができ、また、電磁リリーフ弁のソレノイドで制御するのは、伸側と圧側の二つの減衰弁ではなく、単一のリリーフ弁であるので、ソレノイドのストロークが長大となることがなく、緩衝器を小型、軽量とすることができ、さらには、コストを低減することができる。 According to the shock absorber of the present invention, the damping force on both the expansion side and the compression side can be made variable using a single electromagnetic relief valve, and the expansion side is controlled by the solenoid of the electromagnetic relief valve. Because it is a single relief valve instead of the two damping valves on the compression side, the stroke of the solenoid does not become long, the shock absorber can be made smaller and lighter, and further the cost can be reduced Can do.
また、方向切換弁は、簡単な構造を採用することができ、一方室と他方室の圧力をパイロット圧として作動しソレノイドによって駆動する必要が無いから、方向切換弁の設置によって緩衝器の大型化を招くこともない。 In addition, the direction switching valve can adopt a simple structure, and since the pressure in one chamber and the other chamber operates as a pilot pressure and does not need to be driven by a solenoid, the size of the shock absorber is increased by installing the direction switching valve. Will not be invited.
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における緩衝器Dは、図1に示すように、シリンダ1と、シリンダ1内に摺動自在に挿入されるとともにシリンダ1内を一方室R1と他方室R2とに区画するピストン2と、一方室R1と他方室R2とを連通する減衰流路3の途中に設けた電磁リリーフ弁4と、減衰流路3の途中であって電磁リリーフ弁4の上流と下流を跨ぐようにして設けた方向切換弁5とを備えて構成されている。
The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. As shown in FIG. 1, a shock absorber D in one embodiment includes a cylinder 1 and a
以下、各部について詳細に説明すると、シリンダ1の両端は、蓋6,7によって閉塞され、また、シリンダ1内に図1中左右方向へ摺動が許容されるピストン2が挿入され、当該ピストン2によってシリンダ1内が一方室R1と他方室R2とに区画されている。これら一方室R1および他方室R2内には、作動流体が充填されている。作動流体については、作動油等の液体のほか、気体を用いることも可能である。
Hereinafter, each part will be described in detail. Both ends of the cylinder 1 are closed by the
また、ピストン2は、シリンダ1の両端を閉塞する蓋6,7に軸支されるとともにシリンダ1内に移動自在に挿通されるロッド8の中間に設けられており、この緩衝器Dの場合、ロッド8の外径は一定であってピストン2がシリンダ1内を左右方向へ移動しても一方室R1と他方室R2の合計容積に変化のない両ロッド型に設定されているが、ロッド8の外径を一方室R1側と他方室R2側とで異なる径に設定することも可能である。そして、この緩衝器Dは、たとえば、ロッド8の左端の取付部8aを介して自動二輪車のハンドルへ連結し、シリンダ1を自動二輪車の車体へ連結すると、ステアリングダンパとして使用することができる。
In addition, the
また、シリンダ1の側部にはポート1a,1bが設けられており、これらポート1a,1bは、上記した減衰流路3によって連通されている。なお、ポート1a,1bをシリンダ1ではなく蓋6,7に設けるようにしてもよい。
Further,
減衰流路3の途中に設けられる電磁リリーフ弁4は、図1中下方側を上流とし、弁本体4aと、上流側の圧力を弁本体4aの一端に導き当該弁本体4aを開弁させる方向へ附勢するように作用させるパイロット通路4bと、弁本体4aのパイロット通路4bによって作用する上流側の圧力と対向する推力を発揮するソレノイド4cとを備えて構成され、ソレノイド4cは通電量に比例した推力を発生するようになっており、当該通電量に応じてリリーフ圧を変化させることができるようになっている。ソレノイド4cは、通電量が多くなると弁本体4aを押す推力が大きくなるプッシュ型を採用してもよいし、通電量が多くなると弁本体4aを押す推力が小さくなるプル型を採用してもよいが、失陥時にあっても充分な減衰力を発生するようにする場合には、プル型を採用するとよい。
The electromagnetic relief valve 4 provided in the middle of the
つづいて、方向切換弁5は、2位置4ポートの切換弁であって、減衰流路3の途中であって上記した電磁リリーフ弁4の上流と下流の2箇所でこれを跨ぐように設置されており、一方室R1を電磁リリーフ弁4の上流へ接続するとともに他方室R2を電磁リリーフ弁4の下流へ接続する一方側連通ポジション5bと、他方室R2を電磁リリーフ弁4の上流へ接続するとともに一方室R1を電磁リリーフ弁4の下流へ接続する他方側連通ポジション5cとを有する切換弁本体5aと一方室R1の圧力を切換弁本体5aの一端へ作用させるパイロット通路5dと、他方室R2の圧力を切換弁本体5aの他端へ作用させるパイロット通路5eとを備えて構成されている。
Subsequently, the
そして、この方向切換弁5は、一方室R1の圧力が他方室R2の圧力を上回ると切換弁本体5aが図1中右方へ押圧されて一方側連通ポジション5bに切換わり、他方室R2の圧力が一方室R1の圧力を上回ると切換弁本体5aが図1中左方へ押圧されて他方側連通ポジション5cに切換わるようになっている。
In the
詳しくは、方向切換弁5は、ピストン2がシリンダ1に対して図1中左方へ移動する際には、圧縮側の一方室R1から拡大側の他方室R2へ向けて作動流体を減衰流路3に流し、反対に、ピストン2がシリンダ1に対して図1中右方へ移動する際には、圧縮側の他方室R2から拡大側の一方室R1へ向けて作動流体を減衰流路3に流すように、作動液体が減衰流路3を流れる方向を切換える。
Specifically, when the
すなわち、この緩衝器Dにあっては、一方室R1と他方室R2のいずれか圧力が高い方を選択して電磁リリーフ弁4の上流へ接続するようになっている。なお、減衰流路3の途中であって電磁リリーフ弁4の下流には、アキュムレータ9が接続されており、このアキュムレータ9は、作動流体の温度変化による体積変化を吸収するとともに、一方室R1と他方室R2とが大気圧以下にならないように加圧するために設けられるものである。
That is, in this shock absorber D, the higher one of the one chamber R1 and the other chamber R2 is selected and connected to the upstream side of the electromagnetic relief valve 4. An
方向切換弁5は、上記の作動を呈するようになっていればどのような構成を採用してもよいが、具体的な構成としては、たとえば、図2に示すように、中空であって一端が一方室R1に連通されるとともに他端が他方室R2へ連通されるハウジング10と、ハウジング10内に摺動自在に挿入されるとともにハウジング10内に装着されるストッパ10a,10bによって移動量が規制されるスプール11と、ハウジング10に設けられて電磁リリーフ弁4の上流に接続される上流ポート12と、ハウジング10の上流ポート12を軸方向にて挟む位置に設けられ電磁リリーフ弁4の下流に接続される下流ポート13,14と、スプール11の一端から開口して側部外周へ通じる通孔15と、スプール11の他端から開口して側部外周へ通じる通孔16とを備えて構成されている。
The
スプール11が図2中右方へ移動してストッパ10bに当接し、通孔15が上流ポート12に通じる際には通孔16が下流ポート14に通じ、スプール11がストッパ10aに当接して図2に示した位置にあって通孔15が下流ポート13に通じる際には、通孔16が上流ポート12に通じるようになっている。なお、ハウジング10に別途一方室R1と他方室R2に連通されるポートをそれぞれ設けておき、通孔15が上流ポート12に通じる際には下流ポート14と他方室R2に連通されるポートとをスプール11の外周に設けた環状溝にて連通し、通孔16が上流ポート12に通じる際には下流ポート13と一方室R1に連通されるポートとをスプール11の外周に設けた環状溝にて連通するようにしてもよい。また、通孔15および通孔16の各ポート12,13,14への連通に際しては、それぞれ、スプール11の外周に設けた環状溝を介して行われるので、ハウジング10に対してスプール11が周方向へ回転しても、これらが連通不能となってしまうことが無い。
The
したがって、この具体的な構成の方向切換弁5は、上記の如くの作動を呈して、一方室R1と他方室R2のうち高圧側を電磁リリーフ弁4の上流へ接続し、一方室R1と他方室R2のうち低圧側を電磁リリーフ弁4の下流へ接続する。
Therefore, the
このように、簡単な構成で上記の方向切換弁5を構成することできる。また、これ以外にも、図3に示すように、中空であって一端が一方室R1に連通されるとともに他端が他方室R2へ連通されるハウジング20と、ハウジング20内に摺動自在に挿入されるとともにハウジング20内に装着されるストッパ20a,20bによって移動量が規制される筒状のスプール21と、ハウジング20に設けられて電磁リリーフ弁4の上流に接続される上流ポート22と、ハウジング20の上流ポート22を軸方向にて挟む位置に設けられ電磁リリーフ弁4の下流に接続される下流ポート23,24と、スプール21内に収容される一対の球体26,27と球体26,27間に介装されるバネ28で構成した高圧優先弁25と、スプール21の内外を連通する通孔29と、一方室R1へ連通されるとともにハウジング20の下流ポート23と同じ円周上に設けられる一方ポート30と、他方室R2へ連通されるとともにハウジング20の下流ポート24と同じ円周上に設けられる他方ポート31とを備えて構成されている。
As described above, the
そして、通孔29は、スプール21がハウジング20に対して軸方向に移動しても必ず上流ポート22に連通されており、スプール21がハウジング20に対して左方へ移動すると一方ポート30と下流ポート23とがスプール21の外周に設けた環状溝21aによって連通され、スプール21がハウジング20に対して右方へ移動すると他方ポート31と下流ポート24とがスプール21の外周に設けた環状溝21bによって連通されるようになっている。
The through
また、スプール21の一端にはハウジング20の一端側から導入される一方室R1の圧力が作用し、スプール21の他端にはハウジング20の他端側から導入される他方室R2の圧力が作用し、一方室R1と他方室R2に圧力差が生じると球体25,26のうち高圧側の球体25(26)が後退して、一方室R1と他方室R2のうち高圧側を上流ポート22に連通するようになっている。
The pressure of the one chamber R1 introduced from one end side of the
したがって、この他の具体的な構成の方向切換弁5にあっても、上記の如くの作動を呈して、一方室R1と他方室R2のうち高圧側を電磁リリーフ弁4の上流へ接続し、一方室R1と他方室R2のうち低圧側を電磁リリーフ弁4の下流へ接続する。
Therefore, even in the
上述のように構成された緩衝器Dは、ロッド8がシリンダ1に対して左方へ移動する伸長作動を呈すると、一方室R1を圧縮し他方室R2を拡大し、一方室R1の圧力が他方室R2の圧力より高圧となるため、方向切換弁5が高圧となる一方室R1を電磁リリーフ弁4の上流へ接続し、低圧となる他方室R2を電磁リリーフ弁4の下流へ接続する。したがって、一方室R1内の作動流体は、減衰流路3を電磁リリーフ弁4の上流側から下流側へ抜けて他方室R2へ移動し、電磁リリーフ弁4におけるソレノイド4cへの通電量を制御してやることで、伸側の減衰力を可変にすることができる。
The shock absorber D configured as described above compresses the one chamber R1 and expands the other chamber R2 when the
反対に、緩衝器Dは、ロッド8がシリンダ1に対して右方へ移動する圧縮作動を呈すると、他方室R2を圧縮し一方室R1を拡大し、他方室R2の圧力が一方室R1の圧力より高圧となるため、方向切換弁5が高圧となる他方室R2を電磁リリーフ弁4の上流へ接続し、低圧となる一方室R1を電磁リリーフ弁4の下流へ接続する。したがって、他方室R2内の作動流体は、減衰流路3を電磁リリーフ弁4の上流側から下流側へ抜けて一方室R1へ移動し、電磁リリーフ弁4におけるソレノイド4cへの通電量を制御してやることで、圧側の減衰力を可変にすることができる。
On the other hand, if the shock absorber D exhibits a compression operation in which the
このように本実施の形態の緩衝器Dにあっては、単一の電磁リリーフ弁4を用いて緩衝器Dの伸側と圧側の両方の減衰力を可変にすることができ、また、ソレノイド4cで制御するのは、伸側と圧側の二つの減衰弁ではなく、単一のリリーフ弁であるので、ソレノイド4cのストロークが長大となることがなく、緩衝器Dを小型、軽量とすることができ、さらには、コストを低減することができる。 Thus, in the shock absorber D of the present embodiment, the damping force on both the expansion side and the pressure side of the shock absorber D can be made variable using a single electromagnetic relief valve 4, and the solenoid 4c controls not the two damping valves on the expansion side and the pressure side, but a single relief valve, so that the stroke of the solenoid 4c does not become long, and the shock absorber D is made small and light. In addition, the cost can be reduced.
また、方向切換弁5は、図2,3に示したように、簡単な構造を採用することができ、一方室R1と他方室R2の圧力をパイロット圧として作動しソレノイドによって駆動する必要が無いから、方向切換弁5の設置によって緩衝器Dの大型化を招くこともない。
The
なお、上述のように、電磁リリーフ弁4にて緩衝器Dの伸圧両側の減衰力を発揮することができるのであるが、別途、一方室R1と他方室R2とを連通する通路を設けておき、当該通路に減衰弁を設けるようにしてもよい。 As described above, the electromagnetic relief valve 4 can exert a damping force on both sides of the pressure expansion of the shock absorber D. However, a separate passage is provided to connect the one chamber R1 and the other chamber R2. Alternatively, a damping valve may be provided in the passage.
つづいて、より高い減衰力を得たい場合には、図4に示した一実施の形態の一変形例における緩衝器D1のように、上述した緩衝器Dの回路構成を以下のように変更すればよい。なお、この変形例の緩衝器D1の説明にあたり、上記の一実施の形態の緩衝器Dと同様の部材については、説明が重複するので、同一の符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略することとする。 Subsequently, when a higher damping force is desired, the circuit configuration of the above-described shock absorber D is changed as follows, like the shock absorber D1 in the modification of the embodiment shown in FIG. That's fine. In the description of the shock absorber D1 of this modification, since the description of the same members as those of the shock absorber D of the above-described embodiment is repeated, the detailed description is omitted only by attaching the same reference numerals. I decided to.
具体的には、この変形例における緩衝器D1にあっては、緩衝器Dの回路構成に加えて、電磁リリーフ弁4の上流に設けた固定絞り40と、固定絞り40の上流と電磁リリーフ弁4の下流とを接続するバイパス41と、バイパス41の途中に設けられバイパス41の上流の圧力で開弁方向へ附勢されるとともに電磁リリーフ弁4の上流の圧力で閉弁方向へ附勢されるリリーフ弁42を追加し、方向切換弁5で一方室R1または他方室R2のうち高圧側を選択的に固定絞り40の上流へ接続し、一方室R1または他方室R2のうち低圧側を選択的に電磁リリーフ弁4の下流に接続するようにしている。
Specifically, in the shock absorber D1 in this modified example, in addition to the circuit configuration of the shock absorber D, the fixed throttle 40 provided upstream of the electromagnetic relief valve 4, the upstream of the fixed throttle 40, and the electromagnetic relief valve 4 is connected to the downstream side of the
すなわち、この緩衝器D1では、リリーフ弁42を主たる減衰弁として使用し、電磁リリーフ弁4はリリーフ弁42のリリーフ圧を制御する目的で使用されている。詳細には、電磁リリーフ弁4でこの電磁リリーフ弁4の上流の圧力を制御しており、この上流の圧力がパイロット通路42bを通じてリリーフ弁42の弁本体42aの一端に導かれて弁本体42aを閉弁する方向へ附勢していることから、上記の電磁リリーフ弁4による上記の上流の圧力の制御によってリリーフ弁42のリリーフ圧を制御することができる。
That is, in this buffer D1, the
そして、リリーフ弁42は、弁本体42aの他端にバイパス41の上流の圧力をパイロット通路42cを通じて作用させている。また、弁本体42aの一端に弁本体42aを閉弁する方向へ附勢するバネ42dが設けられており、リリーフ弁42は、固定絞り40より上流の圧力と、電磁リリーフ弁4によって制御される固定絞り40と当該電磁リリーフ弁4との間の圧力との差圧がリリーフ圧に達すると、バネ42dの附勢力に抗して弁本体42aを開動作させてバイパス41を開放して、差圧の大きさに応じて通過する作動流体の流れに抵抗を与えるようになっている。
The
他方、電磁リリーフ弁4は、リリーフ弁42のパイロット圧を制御する目的で使用されるのであるから、作動流体の通過流量は少なくてすみ、ソレノイド4cのストローク長を一実施の形態の緩衝器Dに比較して短縮することができ、緩衝器D1をより一層小型、軽量なものとすることができ、コストもより低減することができることになる。
On the other hand, since the electromagnetic relief valve 4 is used for the purpose of controlling the pilot pressure of the
また、電磁リリーフ弁4は、直接に一方室R1と他方室R2の圧力を制御するのではなく、当該制御を行うのはリリーフ弁42であるため、ソレノイド4cの推力で直接に一方室R1と他方室R2の圧力を制御する必要が無く、ソレノイド4cの推力の高めることなく一方室R1と他方室R2の差圧を大きくすることができるので、ソレノイド4cの大型化を伴うことなく緩衝器D1の発生減衰力を高めることができるのである。
In addition, the electromagnetic relief valve 4 does not directly control the pressure in the one chamber R1 and the other chamber R2, but the
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.
本発明は、車両のステアリングダンパの他、被制振対象の振動を減衰する緩衝器に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a shock absorber that attenuates vibration of a vibration-controlled object, in addition to a vehicle steering damper.
1 シリンダ
1a,1b シリンダにおけるポート
2 ピストン
3 減衰通路
4 電磁リリーフ弁
4a 弁本体
4b パイロット通路
4c ソレノイド
5 方向切換弁
5a 方向切換弁における切換弁本体
5b 方向切換弁における一方側連通ポジション
5c 方向切換弁における他方側連通ポジション
5d,5e 方向切換弁におけるパイロット通路
6,7 蓋
8 ロッド
8a 取付部
9 アキュムレータ
10,20 ハウジング
10a,10b,20a,20b ストッパ
11,21 スプール
12,22 上流ポート
13,14,23,24 下流ポート
15,16,29 通孔
21a,21b 環状溝
25 高圧優先弁
26,27 球体
28 バネ
30 一方ポート
31 他方ポート
40 固定絞り
41 バイパス
42 リリーフ弁
42a 弁本体
42b,42c リリーフ弁におけるパイロット通路
42d バネ
D,D1 緩衝器
R1 一方室
R2 他方室
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