JP2014047842A - 油圧緩衝器及びバルブ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の油圧緩衝器は、第2油路が形成されたバルブボディと、バルブボディに対して中心軸CL側が固定され、バルブボディの第2油路の開口端を覆うとともに、バルブボディ側から力を受けた際にバルブボディから離れる方向に変形可能な部材であり、円周方向に第1貫通穴33Aが形成され、第1貫通穴33Aの円周方向における中点CCと中心軸CLとを結ぶ仮想中心線ILに対して第2貫通穴33B側が第3貫通穴33C側に比べてバルブボディ側からの力に対する剛性が低い第2バルブ33とを備える。この第2バルブ33は、第2貫通穴33B側に位置する第1貫通穴33Aの第1隅部C1の剛性を、第3貫通穴33C側に位置する第1貫通穴33Aの第2隅部C2の剛性に比べて高くする。
【選択図】図5
Description
そして、例えば、特許文献1に記載の液圧緩衝器のバルブ構造は、以下のように構成されている。すなわち、伸側ベースバルブに形成された2個の貫通穴の開口面積を不均一にすることにより、伸側ベースバルブの剛性を周方向において不均一に形成されたバルブ構造である。
本発明は、剛性が高い領域と低い領域とを有するバルブの耐久性を向上させることを目的とする。
ここで、前記バルブは、前記貫通穴の前記一端部の曲率半径を、当該貫通穴の前記他端部の曲率半径に比べて大きくするとよい。
また、前記バルブの前記貫通穴は、隅部と、当該隅部よりも中心側に位置するとともに当該隅部よりも剛性が低い他の隅部とを有するとよい。
また、前記バルブは、前記一方側で周方向に形成された第1長穴と、前記他方側で周方向に形成されるとともに周方向における長さが当該第1長穴よりも短い第2長穴とを備えるとよい。
また、前記バルブは、前記区分部材の前記通路を流れる液体により押圧された際に、前記貫通穴が形成された領域から撓み始めるとよい。
他の観点から捉えると、本発明は、油圧緩衝器内において閉ざされた空間を区分するとともに、当該閉ざされた空間を外部と連続させる通路が形成された区分部材に対して中心側が固定され、当該区分部材の当該通路の開口端を覆うとともに、当該区分部材側から力を受けた際に当該区分部材から離れる方向に変形可能な部材であり、周方向に貫通穴が形成され、当該貫通穴の周方向中心と中心軸とを結ぶ仮想中心線に対して一方側が他方側に比べて当該区分部材側からの力に対する剛性が低いバルブであって、前記一方側に位置する前記貫通穴の一端部の剛性が、前記他方側に位置する当該貫通穴の他端部の剛性に比べて高いことを特徴とするバルブである。
<油圧緩衝器100>
図1は、本実施の形態に係る油圧緩衝器100の概略構成を示す図である。本実施の形態に係る油圧緩衝器100は、ストラット型サスペンションの一部を構成する複筒型式油圧緩衝器である。
油圧緩衝器100は、図1に示すように、薄肉円筒状の外シリンダ11と、外シリンダ11内に収容される薄肉円筒状の内シリンダ12と、円筒状の外シリンダ11の円筒の軸方向(図1では上下方向)の一方の端部を塞ぐ底蓋13とを有するシリンダ10を備えている。以下では、外シリンダ11の円筒の軸方向を、単に「軸方向」と称す。
さらに説明をすると、本実施の形態に係る油圧緩衝器100においては、内シリンダ12の外周と外シリンダ11の内周とで、リザーバ室Rを形成している。図示は省略するが、リザーバ室Rの内部は、オイルが封入された油室と、エア、不活性ガス等が封入されたガス室とで区画される。第1バルブ装置30は、図1に示すように、後述するバルブボディ31により閉ざされた空間の一例である第1油室Y1とリザーバ室Rとを区分する。
第2バルブ装置40は、上述のピストン41を備えている。ここで、ピストン41は、軸方向に形成された第1油路411、第2油路412を有する。また、第2バルブ装置40は、ピストン41に形成された第1油路411における軸方向の一方の端部を塞ぐ第1バルブ42と、ピストン41に形成された第2油路412における軸方向の他方の端部を塞ぐ第2バルブ43とを備えている。
先ずは、油圧緩衝器100の圧縮行程時の作用について説明する。
図2は、油圧緩衝器100の圧縮行程時のオイルの流れを示す図である。
ピストンロッド22が、白抜き矢印のようにシリンダ10に対して軸方向の一方の端部側(図2においては下方)へ移動すると、ピストン41の移動により第1油室Y1内の圧力は高まる。そして、この第1油室Y1内のオイルは、第2バルブ装置40の第2油路412を塞ぐ第2バルブ43を開き、第2バルブ装置40の上方の第2油室Y2に流入する(矢印A参照)。この第1油室Y1から第2油室Y2へのオイルの流れは、第2油路412および第2バルブ43で絞られ、油圧緩衝器100の圧縮行程時における減衰力を得る。
また、第1油室Y1のオイルは、第1油路311を閉塞する第1バルブ32を開き、内シリンダ12と外シリンダ11との間に形成されるリザーバ室Rに流入する(矢印B参照)。この第1油室Y1からリザーバ室Rへのオイルの流れは、第1油路311および第1バルブ32で絞られ、油圧緩衝器100の圧縮行程時における減衰力を得る。
図3は、油圧緩衝器100の伸張行程時のオイルの流れを示す図である。
ピストンロッド22が、白抜き矢印のようにシリンダ10に対して軸方向の他方の端部側(図3においては上方)へ移動すると、その体積分のオイルが第1油室Y1に不足することにより第1油室Y1内は負圧となる。これにより、第2油室Y2内のオイルが第2バルブ装置40の第1油路411を閉塞する第1バルブ42を開き、第1油室Y1に流入する(矢印C参照)。この第2油室Y2から第1油室Y1へのオイルの流れは、第2バルブ装置40の第1油路411および第1バルブ42で絞られ、油圧緩衝器100の伸張行程時における減衰力を得る。
以上のように構成された油圧緩衝器100は、この油圧緩衝器100が取り付けられた車両の走行時における衝撃力を吸収する。
ここで、図4を参照しながら、第2バルブ33の構成について説明をする。なお、図4は、第1バルブ装置30の概略構成を示す図である。より詳細には、図4(a)は第1バルブ装置30の斜視図であり、図4(b)は図4(a)におけるIVb−IVb断面図である。
図4(a)に示すように、第2バルブ(チェックバルブ)33は、略円板状の弾性変形可能な部材である。この第2バルブ33の中心側は、ボルト・ナット35によって、区分部材の一例であるバルブボディ(ボトムピース)31へと固定される。また、第2バルブ33は、複数の貫通穴である第1貫通穴33A、第2貫通穴33Bおよび第3貫通穴33C(後述)が形成されている。
この第2バルブ33は、油圧緩衝器100の圧縮行程時(図2参照)においては、第1油室Y1(図2参照)から第2油路312へオイルが流れることを制限する。このとき第2バルブ33は、第1貫通穴33A、第2貫通穴33Bおよび第3貫通穴33Cを通して、第1油室Y1(図2参照)から第1油路311へオイルが流れることを許容する。また、第2バルブ33は、油圧緩衝器100の伸張行程時(図3参照)においては、第2油路312から第1油室Y1(図3参照)へオイルが流れることを許容する。このとき、第2バルブ33は、第2油路312から流出するオイルにより押圧され、バルブボディ31から離れる方向に撓んだ状態となる。
図5(a)に示すように、第2バルブ33には、貫通穴の一例である第1貫通穴33A、第1長穴の一例である第2貫通穴33Bおよび第2長穴の一例である第3貫通穴33Cが形成されている。第1貫通穴33A、第2貫通穴33Bおよび第3貫通穴33Cは、それぞれ第2バルブ33の円周方向(周方向)に沿って形成された円弧状の長穴であり、互いに円周方向の長さ(開口面積)が異なる。図示の例においては、第1貫通穴33A、第2貫通穴33Bおよび第3貫通穴33Cの順で、それぞれの円周方向の長さが長い。なお、図示の例において、第1貫通穴33A、第2貫通穴33Bおよび第3貫通穴33Cは、円弧状の長穴として示されているが、第2バルブ33の円周方向に延びる形状であればよく、例えば楕円形、長方形、あるいは多角形等であってもよい。
まず、図5(b)に示すように、第1貫通穴33Aは、4つの隅部である第1隅部C1、第2隅部C2、第3隅部C3および第4隅部C4を有する。具体的には、第1貫通穴33Aは、円周方向の一端側(第2貫通穴33B側)でかつ半径方向の外側に位置する第1隅部C1、円周方向の他端側(第3貫通穴33C側)でかつ半径方向の外側に位置する第2隅部C2、円周方向の他端側でかつ半径方向の内側に位置する第3隅部C3および円周方向の一端側でかつ半径方向の内側に位置する第4隅部C4を有する。
これら第1隅部C1、第2隅部C2、第3隅部C3および第4隅部C4は、それぞれが湾曲して形成されている。また、第1隅部C1、第2隅部C2、第3隅部C3および第4隅部C4それぞれの曲率半径は異なり、第1隅部C1、第2隅部C2、第3隅部C3および第4隅部C4の順で曲率半径が大きい(曲率が小さい)。
また、半径方向外側の隅部は、半径方向内側の隅部(他の隅部)よりも曲率半径が大きい。すなわち、第1隅部C1は第4隅部C4よりも曲率半径が大きく、第2隅部C2は第3隅部C3よりも曲率半径が大きい。
まず、図6(a)に示すように、比較例の第2バルブ130においては、複数(図示の例においては9つ)の丸孔133Aが、円周方向に予め定めた間隔を隔てて形成されている。付言すると、第2バルブ130は等配形状である。
また、上述の第2バルブ33は、第1貫通穴33A、第2貫通穴33Bおよび第3貫通穴33Cを円弧状に形成しており、図6(a)の第2バルブ130と比較して、第1油路311(図4(b)参照)に対して開口する面積が大きい。したがって、第2バルブ33においては、油圧緩衝器100の圧縮行程時(図2参照)のオイルの流路面積がより大きく確保され、オイルの流動性がより高い。
すなわち、半径方向外側の隅部においては、円周方向における第2貫通穴233B側の隅部は、第3貫通穴233C側の隅部よりも応力が大きい。具体的には、第1隅部C21は第2隅部C22よりも応力が大きい。また、半径方向内側の隅部においては、円周方向における第3貫通穴33C側の隅部は、第2貫通穴33B側の隅部よりも応力が大きい。具体的には、第3隅部C3は第4隅部C4よりも応力が大きい。また、半径方向外側の隅部は、半径方向内側の隅部よりも応力が大きい。具体的には、第1隅部C21は第4隅部C24よりも応力が大きく、第2隅部C22は第3隅部C23よりも応力が大きい。
すなわち、円周方向の長さがより長い第2貫通穴233Bが形成された領域(矢印b2参照)の方が、円周方向の長さがより短い第3貫通穴233Cが形成された領域(矢印c2参照)よりも剛性が低い。したがって、第2バルブ230がオイルにより押圧された際に、第2貫通穴233Bが形成された領域(矢印b2参照)と第3貫通穴233Cが形成された領域(矢印c2参照)とでは、それぞれが撓む量(バルブボディ31から離間する距離)が異なる。このことにより、第1貫通穴233Aの円周方向における両端で撓み量が異なる状態となる。
さらに、第2油路312から第1油室Y1(図3参照)へと流れるオイルにより押圧された際に、第2バルブ230は、半径方向外側から半径方向内側へと順に撓む。このことにより、第2バルブ230の半径方向における第1貫通穴233Aの両端で撓み量が異なる状態となる。
以上のことから、第1隅部C21、第2隅部C22、第3隅部C23および第4隅部C24の順で撓み量が大きくなり、それぞれにおける応力がこの順で大きくなるものと考えられる。
図示の例においては、油圧緩衝器100の伸張行程時(図3参照)に、第1隅部C1、第2隅部C2、第3隅部C3および第4隅部C4において生じる応力が等しくなることが確認された。なお、第2バルブ33における第1隅部C1において生じる応力は、第2バルブ230における第1隅部C21において生じる応力よりも小さい。
ここで、第2バルブ33は、比較例の第2バルブ230よりも、応力が分散された状態となることから、耐久性がより向上する。例えば、第1隅部C1、第2隅部C2、第3隅部C3および第4隅部C4それぞれの曲率半径の比率を、1:0.85:0.5:0.35とした際に、第2バルブ33においては、曲率半径が変化しない比較例の第2バルブ230と比較して、最大応力値が約20%低下することが確認された。
さらに説明をすると、第2バルブ33は、応力を増加させない形状とすることにより、比較例の第2バルブ230と同様により低い圧力で撓む(開く)という減衰特性は維持しながら、第2バルブ230よりも耐久性を向上させたものとして捉えることができる。なお、第2バルブ33は、応力が集中する隅部において破損し難くすることができる。
また、本実施の形態は、図5(a)に示すように、第1貫通穴33Aの円周方向における中点(周方向中心)CCと第2バルブ33の中心軸CLとを結ぶ仮想中心線ILに対して剛性が低い側(一方側、第2貫通穴33B側)と高い側(他方側、第3貫通穴33C側)を第2バルブ33が有する場合に、より剛性が低い側に位置する第1貫通穴33Aの端部(隅部)の曲率半径を、より剛性が高い側に位置する第1貫通穴33Aの端部(隅部)の曲率半径よりも大きくする(剛性を高める)ものとして捉えることができる。
なお、第2貫通穴33Bおよび第3貫通穴33Cにおいて、第1貫通穴33Aと同様に、第2バルブ33の円周方向における剛性に応じて各隅部の曲率半径を変化させることで、第2貫通穴33Bおよび第3貫通穴33Cにおいて生じる応力を分散させてももちろんよい。
また、上記では、円周方向の長さが異なる複数の貫通穴を形成することで、第2バルブ33の周方向の剛性を不均一とすることを説明した。しかしながら、第2バルブ33の周方向の剛性を不均一とする構成であれば、例えば半径方向の長さ(幅)が異なる貫通穴を円周方向に複数形成する構成、円周方向の長さが異なる複数の接続部33Fを形成する構成、円周方向において第2バルブの厚みや材質を異ならせる構成、あるいはこれらの組み合わせ等であってもよい。
また、上記では第1バルブ装置30が備える第2バルブ33として説明をしたが、上記構成は剛性が周方向において不均一なバルブであれば適用可能であり、例えば第1バルブ装置30の第1バルブ32、あるいは第2バルブ装置40の第1バルブ42や第2バルブ43等、他のバルブに上記構成を適用してももちろんよい。
Claims (7)
- 閉ざされた空間を区分するとともに、当該閉ざされた空間を外部と連続させる通路が形成された区分部材と、
前記区分部材に対して中心側が固定され、当該区分部材の前記通路の開口端を覆うとともに、当該区分部材側から力を受けた際に当該区分部材から離れる方向に変形可能な部材であり、周方向に貫通穴が形成され、当該貫通穴の周方向中心と中心軸とを結ぶ仮想中心線に対して一方側が他方側に比べて当該区分部材側からの力に対する剛性が低いバルブと
を備え、
前記バルブは、前記一方側に位置する前記貫通穴の一端部の剛性を、前記他方側に位置する当該貫通穴の他端部の剛性に比べて高くする
ことを特徴とする油圧緩衝器。 - 前記バルブは、前記貫通穴の前記一端部の曲率半径を、当該貫通穴の前記他端部の曲率半径に比べて大きくすることを特徴とする請求項1記載の油圧緩衝器。
- 前記バルブの前記貫通穴は、隅部と、当該隅部よりも中心側に位置するとともに当該隅部よりも剛性が低い他の隅部とを有することを特徴とする請求項1記載の油圧緩衝器。
- 前記バルブは、前記一方側で周方向に形成された第1長穴と、前記他方側で周方向に形成されるとともに周方向における長さが当該第1長穴よりも短い第2長穴とを備えることを特徴とする請求項1記載の油圧緩衝器。
- 前記バルブは、前記区分部材の前記通路を流れる液体により押圧された際に、前記貫通穴が形成された領域から撓み始めることを特徴とする請求項1記載の油圧緩衝器。
- 閉ざされた空間を区分するとともに、当該閉ざされた空間を外部と連続させる通路が形成された区分部材と、
前記区分部材に対して中心側が固定され、当該区分部材の前記通路の開口端を覆うとともに、当該区分部材側から力を受けた際に当該区分部材から離れる方向に変形可能な部材であり、周方向に貫通穴が形成されたバルブと
を備え、
前記バルブの前記貫通穴は、隅部と、当該隅部よりも中心側に位置するとともに当該隅部よりも曲率半径が小さい他の隅部とを有する
ことを特徴とする油圧緩衝器。 - 油圧緩衝器内において閉ざされた空間を区分するとともに、当該閉ざされた空間を外部と連続させる通路が形成された区分部材に対して中心側が固定され、当該区分部材の当該通路の開口端を覆うとともに、当該区分部材側から力を受けた際に当該区分部材から離れる方向に変形可能な部材であり、周方向に貫通穴が形成され、当該貫通穴の周方向中心と中心軸とを結ぶ仮想中心線に対して一方側が他方側に比べて当該区分部材側からの力に対する剛性が低いバルブであって、
前記一方側に位置する前記貫通穴の一端部の剛性が、前記他方側に位置する当該貫通穴の他端部の剛性に比べて高い
ことを特徴とするバルブ。
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