JP2016102574A - 緩衝器 - Google Patents
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Abstract
【課題】減衰力発生機構としてディスクバルブを用いた緩衝器において、ディスクバルブの周辺の流体の流れに起因する作動音を低減する。【解決手段】ピストンロッドの伸縮に対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる油液の流れをディスクバルブ30により制御して減衰力を発生させる。ディスクバルブ30が着座するシート部46の外周側の側壁46Bをテーパ状に形成し、テーパ状の側壁46Bの大径側の外径D1をディスクバルブ30の外径D2よりも大きくする。これにより、ディスクバルブ30の開弁時にディスクバルブ30とシート部46との間を通って室25Cへ流れる油液が整流されて、渦や跳ね返りの発生による流れの乱れを抑制することができ、作動音の発生を軽減することができる。【選択図】図5
Description
本発明は、ピストンロッドのストロークに対して減衰力を発生させる緩衝器に関するものである。
自動車等の車両のサスペンション装置に装着される筒型の油圧緩衝器は、一般的に、流体が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装し、ピストンロッドのストロークに対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる流体の流れをオリフィス、ディスクバルブ等からなる減衰力調整機構によって制御して減衰力を発生させる構造となっている。
また、特許文献1に記載された油圧緩衝器では、減衰力発生機構であるディスクバルブの背部に背圧室(パイロット室)を形成し、流体の流れの一部を背圧室に導入し、背圧室の内圧をディスクバルブの閉弁方向に作用させ、背圧室の内圧を調整することにより、ディスクバルブの開弁を制御するようにしている。これにより、減衰力特性の調整の自由度を高めることができる。
このように減衰力発生機構としてディスクバルブを用いる緩衝器においては、ディスクバルブの開弁時に、ディスクバルブ周辺の流体の流れによって作動音が発生することがあり、特にピストンロッドの加振時に発生する高周波の作動音が問題となっている。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、減衰力発生機構としてディスクバルブを用いた緩衝器において、ディスクバルブ周辺の流体の流れに起因する作動音を低減することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る緩衝器は、作動液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって作動液が流れる通路を有するバルブボディと、前記バルブボディから突出する環状のシート部と、前記シート部に外周側が着座し、前記通路側の作動液の圧力を受けて前記シート部から離座して開弁し、作動液の流れを抑制して減衰力を発生させるディスクバルブと、を備え、
前記シート部は、外周側の側壁がテーパ状に形成され、テーパ状の前記側壁の大径側の外径は、前記ディスクバルブの外径よりも大きく、前記ディスクバルブの開弁時に、前記シート部のテーパ状の前記側壁に沿った方向に作動液が流れることを特徴とする。
前記シート部は、外周側の側壁がテーパ状に形成され、テーパ状の前記側壁の大径側の外径は、前記ディスクバルブの外径よりも大きく、前記ディスクバルブの開弁時に、前記シート部のテーパ状の前記側壁に沿った方向に作動液が流れることを特徴とする。
本発明に係る緩衝器によれば、減衰力発生機構としてディスクバルブを用いた緩衝器において、ディスクバルブ周辺の流れに起因する作動音を低減することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る減衰力調整式緩衝器1は、シリンダ2の外側に外筒3を設けた複筒構造となっており、シリンダ2と外筒3との間にリザーバ4が形成されている。シリンダ2内には、ピストン5が摺動可能に嵌装されており、このピストン5によってシリンダ2内がシリンダ上室2Aとシリンダ下室2Bとの2室に画成されている。ピストン5には、ピストンロッド6の一端がナット7によって連結されており、ピストンロッド6の他端側は、シリンダ上室2Aを通り、シリンダ2及び外筒3の上端部に装着されたロッドガイド8およびオイルシール9に挿通されて、シリンダ2の外部へ延出されている。シリンダ2の下端部には、シリンダ下室2Bとリザーバ4とを区画するベースバルブ10が設けられている。
図1に示すように、本実施形態に係る減衰力調整式緩衝器1は、シリンダ2の外側に外筒3を設けた複筒構造となっており、シリンダ2と外筒3との間にリザーバ4が形成されている。シリンダ2内には、ピストン5が摺動可能に嵌装されており、このピストン5によってシリンダ2内がシリンダ上室2Aとシリンダ下室2Bとの2室に画成されている。ピストン5には、ピストンロッド6の一端がナット7によって連結されており、ピストンロッド6の他端側は、シリンダ上室2Aを通り、シリンダ2及び外筒3の上端部に装着されたロッドガイド8およびオイルシール9に挿通されて、シリンダ2の外部へ延出されている。シリンダ2の下端部には、シリンダ下室2Bとリザーバ4とを区画するベースバルブ10が設けられている。
ピストン5には、シリンダ上下室2A、2B間を連通させる通路11、12が設けられている。そして、通路12には、シリンダ下室2B側からシリンダ上室2A側への流体の流通のみを許容し、ピストンロッド6の伸び行程から縮み行程に切換った瞬間に開弁する程度のセット荷重の充分小さい逆止弁13が設けられ、また、通路11には、伸び行程時にシリンダ上室2A側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをシリンダ下室2B側へリリーフするディスクバルブ14が設けられている。このディスクバルブ14の開弁圧は相当に高く、通常路面走行時は開弁しない程度の開弁圧に設定されており、ディスクバルブ14には、シリンダ上下室2A、2B間を常時接続するオリフィス14A(図3参照)が設けられている。
ベースバルブ10には、シリンダ下室2Bとリザーバ4とを連通させる通路15、16が設けられている。そして、通路15には、リザーバ4側からシリンダ下室2B側への流体の流通のみを許容し、ピストンロッド6の縮み行程から伸び行程に切換った瞬間に開弁する程度のセット荷重の充分小さい逆止弁17が設けられ、また、通路16には、シリンダ下室2B側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをリザーバ4側へリリーフするディスクバルブ18が設けられている。このディスクバルブ18の開弁圧は相当に高く、通常路面走行時は開弁しない程度の開弁圧に設定されており、ディスクバルブ18には、シリンダ下室2Bとリザーバ4との間を常時接続するオリフィス18A(図3参照)が設けられている。作動液として、シリンダ2内には油液が封入され、リザーバ4内には油液及びガスが封入されている。
シリンダ2には、上下両端部にシール部材19を介してセパレータチューブ20が外嵌されており、シリンダ2とセパレータチューブ20との間に環状通路21が形成されている。環状通路21は、シリンダ2の上端部付近の側壁に設けられた通路22によってシリンダ上室2Aに連通されている。なお、通路22は、仕様に応じて周方向に複数設けてもよい。セパレータチューブ20の下部には、側方に突出して開口する円筒状の接続口23が形成されている。また、外筒3の側壁には、接続口23と同心で接続口よりも大径の開口24が設けられ、この開口24を囲むように円筒状のケース25が溶接等によって結合されている。そして、ケース25に減衰力発生機構26が取付けられている。
次に、減衰力発生機構26について、主に図2及び図3を参照して説明する。
減衰力発生機構26は、パイロット型のバルブ機構であるメインバルブ27及び制御バルブ28と、ソレノイド駆動の圧力制御弁であるパイロットバルブ29とを備えている。
減衰力発生機構26は、パイロット型のバルブ機構であるメインバルブ27及び制御バルブ28と、ソレノイド駆動の圧力制御弁であるパイロットバルブ29とを備えている。
メインバルブ27は、シリンダ上室2A側の流体の圧力を受けて開弁して、その流体をリザーバ4側へ流通させるディスクバルブ30、及び、このディスクバルブ30に対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室31を有している。パイロット室31は、固定オリフィス32を介してシリンダ上室2A側に接続され、また、制御バルブ28を介してリザーバ4側に接続されている。ディスクバルブ30には、シリンダ上室2A側とリザーバ4側とを常時接続するオリフィス30Aが設けられている。
制御バルブ28は、パイロット室31側の流体の圧力を受けて開弁して、その流体をリザーバ4側へ流通させるディスクバルブ33、及び、このディスクバルブ33に対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室34を有している。パイロット室34は、固定オリフィス35を介してシリンダ上室2A側に接続され、また、パイロットバルブ29を介してリザーバ4側に接続されている。ディスクバルブ33には、パイロット室31側とリザーバ4側とを常時接続するオリフィス33Aが設けられている。
パイロットバルブ29は、小径のポート36によって流路を絞り、このポート36をソレノイド37によって駆動される弁体38によって開閉することにより、制御バルブ28のパイロット室34の内圧を調整するようになっている。なお、ポート36を小径としたことにより、受圧面積を小さくすることで、最大電流でのパイロットバルブ29の閉弁時の圧力を大きくとることができ、これにより電流の大小での差圧が大きくなり、減衰力特性の可変幅を大きくすることが可能となっている。
次に、減衰力発生機構26の具体的な構造について、主に図2を参照して更に詳細に説明する。
メインバルブ27、制御バルブ28及びパイロットバルブ29が組込まれるメインボディ39、制御ボディ40及びパイロットボディ41が通路部材42と共にケース25内に配置され、ソレノイドケース43をナット44によってケース25の開口端部に取付けることにより、ケース25内を密閉し、これらをケース25に固定している。ソレノイドケース43は、内部が中間壁43Aによって軸方向に仕切られた略円筒状で、一端部がケース25内に挿入、嵌合され、他端部がケース25から外部から突出した状態でナット44によってケース25に固定されている。中間壁43Aには、その中央部を貫通する開口43B、及び、開口43Bの一端側の周囲に形成された環状の凹部43Cが形成されている。
メインバルブ27、制御バルブ28及びパイロットバルブ29が組込まれるメインボディ39、制御ボディ40及びパイロットボディ41が通路部材42と共にケース25内に配置され、ソレノイドケース43をナット44によってケース25の開口端部に取付けることにより、ケース25内を密閉し、これらをケース25に固定している。ソレノイドケース43は、内部が中間壁43Aによって軸方向に仕切られた略円筒状で、一端部がケース25内に挿入、嵌合され、他端部がケース25から外部から突出した状態でナット44によってケース25に固定されている。中間壁43Aには、その中央部を貫通する開口43B、及び、開口43Bの一端側の周囲に形成された環状の凹部43Cが形成されている。
通路部材42は、一端部外周にフランジ部42Aを有する円筒状で、フランジ部42Aがケース25の内側フランジ部25Aに当接し、円筒部がセパレータチューブ20の接続口23に液密的に挿入されて環状通路21に接続している。ケース25の内側フランジ部25Aには、径方向に延びる複数の通路溝25Bが形成され、この通路溝25B及び外筒3の開口24を介してリザーバ4とケース25内の室25Cとが連通されている。
メインボディ39及び制御ボディ40は、環状であり、パイロットボディ41は、中間部に大径部41Aを有する段付の円筒状である。パイロットボディ41の一端側の円筒部41Bがメインボディ39及び制御ボディ40に挿入され、他端側の円筒部41Cがソレノイドケース43の中間壁43Aの凹部43Cに嵌合して、これらが互いに同心上に位置決めされている。
バルブボディであるメインボディ39には、軸方向に貫通する通路39Aが円周方向に沿って複数設けられている。通路39Aは、メインボディ39の一端部に形成された環状凹部45を介して通路部材42に連通する。メインボディ39の他端部には、複数の通路39Aの開口部の外周側に環状のシート部46が突出し、内周側に環状のクランプ部47が突出している。メインボディ39のシート部46には、メインバルブ27を構成するディスクバルブ30の外周部が着座している。ディスクバルブ31の内周部は、環状のリテーナ48及びワッシャ49と共に、クランプ部47と制御ボディ40との間でクランプされている。ディスクバルブ30の背面側の外周部には、ゴム等の弾性体からなる環状の弾性シール部材50が加硫接着等の固着手段によって固着されている。ディスクバルブ30は、所望の撓み特性が得られるように可撓性のディスク状の弁体が適宜積層され、また、外周部に通路39A側とリザーバ室25C側とを常時連通させるオリフィス30Aを構成する切欠が形成されている。
制御ボディ40の一端側には環状の凹部51が形成され、この凹部51内にディスクバルブ30に固着された弾性シール部材50の外周部が摺動可能かつ液密的に嵌合されて、凹部51内にパイロット室31が形成されている。ディスクバルブ30は、通路39A側の圧力を受けてシート部46からリフトして開弁して、通路39Aをケース25内の室25Cに連通させる。パイロット室31の内圧は、ディスクバルブ30に対して閉弁方向に作用する。パイロット室31は、リテーナ48の側壁に設けられた固定オリフィス32及びパイロットボディ41の円筒部41Bの側壁に設けられた通路52を介して円筒部41B内に連通し、更に、通路部材42に連通している。また、制御ボディ40の環状の凹部51を形成する底部は、中心側、すなわちパイロットボディ41側に向けて厚みが増すように形成される。これは、中心側、すなわちパイロットボディ41側は、軸力が加わるので剛性が必要であるため底部の厚みを確保しているのに対して、外周側はパイロット室31のボリュームを確保するため中心側に比して底部を薄く形成したことによる。
制御ボディ40には、軸方向に貫通して一端がパイロット室31に連通する通路53が円周方向に沿って複数設けられている。制御ボディ40の他端部には、複数の通路53の開口部の外周側に弁座として環状の内側シート部54が突出し、内側シート部54の外周側に外側シート部55が突出し、また、複数の通路53の内周側に環状のクランプ部56が突出している。内側及び外側シート部54、55には、制御バルブ28を構成するディスクバルブ33が着座している。ディスクバルブ33の内周部は、ワッシャ57と共に、クランプ部56とパイロットボディ41の大径部41Aとの間でクランプされている。ディスクバルブ33の背面側外周部には、ゴム等の弾性体からなる環状の弾性シール部材58が加硫接着等の固着手段によって固着されている。ディスクバルブ33は、所望の撓み特性が得られるように可撓性のディスク状の弁体が適宜積層されている。ディスクバルブ33の更なる詳細については後述する。
パイロットボディ41の大径部41Aの一端側には、パイロット室34を形成するパイロトケースとなる環状の凹部59が形成され、この凹部59内にディスクバルブ33に固着された弾性シール部材58の外周部が摺動可能かつ液密的に嵌合されて、凹部59内にパイロット室34が形成されている。ディスクバルブ33は、メインバルブ27のパイロット室31に連通する通路53側の圧力を受けて外側及び内側シート部55、54から順次リフトして開弁し、通路53をケース25内の室25Cに連通させる。パイロット室34の内圧は、ディスクバルブ33に対して閉弁方向に作用する。パイロット室34は、パイロットボディ41の側壁に設けられた通路60を介して円筒部41B内の通路41Dに連通し、更に、円筒部41B内に設けられた固定オリフィス35及びフィルタ61を介して通路部材42内に連通している。固定オリフィス35及びフィルタ61は、円筒部の先端部にネジ込まれた円筒状のリテーナ62及びスペーサ63によって円筒部41B内の段部64に固定されている。スペーサ63の側壁には、固定オリフィス30を円筒部41B内の通路41Dに連通させるための切欠63Aが設けられている。
パイロットボディ41の他端の円筒部41C、ソレノイドケース43の開口43B及び凹部43Cには、ガイド部材65が挿入されている。ガイド部材65は、一端側に小径のポート圧入部65Aを有し、他端側に小径のプランジャ案内部65Bを有し、中間部に大径部65Cを有する段付の円筒状に形成されている。ガイド部材65は、ポート圧入部65Aがパイロットボディ41の円筒部41C内に隙間をもって挿入され、プランジャ案内部65Bがソレノイドケース43の開口43Bに挿通されて、ソレノイドケース43の他端側の内部に突出し、大径部65Cがソレノイドケース43の凹部43C内に嵌合し、凹部43Cに挿入、嵌合されたパイロットボディ41の円筒部41Cに当接して固定されている。
ガイド部材65のポート圧入部65A内には、略円筒状のポート部材67が圧入されて固定されている。ポート圧入部65Aの先端部には、環状のリテーナ66が取付けられている。ポート部材65の外周面とパイロットボディ41の円筒部41Cの内周面との間は、Oリング70によってシールされ、ポート部材67内の通路68は、パイロット部材41内の通路41Dに連通している。
ポート部材67のガイド部材65内に圧入された端部には、通路68の内径を絞ったポート36が形成され、ポート36は、ガイド部材65内に形成された弁室73内に開口している。弁室73は、ガイド部材65のポート圧入部65A内に形成された軸方向溝74、ポート圧入部65Aの開口の内周縁部に形成された環状凹部69、リテーナ66に形成された径方向通路75、ガイド部材65のポート圧入部65Aとパイロットボディ41の円筒部41Cとの間の環状の隙間76及び円筒部41Cの側壁を貫通する通路77を介してケース25内の室25Cに連通している。ポート部材67内の通路68は、通路60を介してパイロット室34に連通し、固定オリフィス35及びフィルタ61を介して通路部材42内に連通している。
ガイド部材65のプランジャガイド部65B内には、プランジャ78が挿入され、軸方向に沿って摺動可能に案内されている。プランジャ78の先端部には、先細り形状の弁体38が設けられ、弁体38は、ガイド部材65内の弁室73に挿入されて、ポート部材67の端部のシート部36Aに離着してポート36を開閉する。プランジャ78の基端部には、大径のアーマチャ79が設けられ、アーマチャ79は、プランジャガイド部65Bの外部に配置されている。プランジャガイド部65Bには、アーマチャ79を覆う略有底円筒状のカバー80が取付けられており、カバー80は、アーマチャ79を軸方向に沿って移動可能に案内している。
ソレノイドケース43内には、その中間壁43Aから突出したプランジャガイド部65B及びカバー80の周囲にソレノイド37が配置され、ソレノイド37は、ソレノイドケース43の開口部に取付けられた閉止部材81によって固定されている。ソレノイド37に結線されたリード線(図示せず)は、閉止部材81の切欠81Aを通して外部に延ばされている。プランジャ78は、ポート部材67との間に設けられた戻しバネ84のバネ力により、弁体38がシート部36Aから離間してポート36を開く開弁方向に付勢されており、ソレノイド37への通電により、推力を発生し、戻しバネ84のバネ力に抗して、弁体38がシート部36Aに着座してポート36を閉じる閉弁方向に移動する。
次に、図4を参照して、制御バルブ28のディスクバルブ33について、さらに詳細に説明する。
図4に示すように、ディスクバルブ33は、金属製のディスク本体90の一面側、すなわち、背面側(パイロット室34側)にゴム等の弾性体からなる環状の弾性シール部材58を固着したものである。弾性シール部材58は、本実施形態では、ゴム製であり、加硫接着によりディスク本体90に固着されているが、固着手段として他の方法を用いてもよい。ディスクバルブ33の他面側、すなわち、表面側(内側及び外側シート部54、55側)には、ディスク状のスペーサ91及びシートディスク92が重ねられている。
図4に示すように、ディスクバルブ33は、金属製のディスク本体90の一面側、すなわち、背面側(パイロット室34側)にゴム等の弾性体からなる環状の弾性シール部材58を固着したものである。弾性シール部材58は、本実施形態では、ゴム製であり、加硫接着によりディスク本体90に固着されているが、固着手段として他の方法を用いてもよい。ディスクバルブ33の他面側、すなわち、表面側(内側及び外側シート部54、55側)には、ディスク状のスペーサ91及びシートディスク92が重ねられている。
シートディスク92には、内側及び外側シート部54、55にそれぞれ対向する位置にオリフィス穴92A、92Bが設けられており、オリフィス穴92A、92Bによってパイロット室31と室25Cとを常時連通させるオリフィス33Aを形成している。ディスクバルブ33のディスク本体90の外径は、パイロットボディ41の外側円筒部41Eの内径よりも大きく、ディスク本体90の外周部と外側円筒部41Eの先端部とは、隙間を持って対向している。
次に、図4及び図5を参照して、メインバルブ27のシート部46、及び、制御バルブ28の外側シート部55について説明する。
図5に示すように、メインバルブ27のディスクバルブ30のシート部46は、内周側及び外周側の側壁46A,46Bがテーパ状に形成された先細り形状で先端部にディスクバルブ30が着座する。シート部46の外周側のテーパ状の側壁46Bは、メインボディ39の外周面まで延びている。外周側のテーパ状の側壁46Bの大径側の外径D1は、ディスクバルブ30の外径D2よりも大きくなっている。また、外周側のテーパ状の側壁46Bと、シート部46に着座するディスクバルブ30との間の角度θは、40°以上となっている。
図5に示すように、メインバルブ27のディスクバルブ30のシート部46は、内周側及び外周側の側壁46A,46Bがテーパ状に形成された先細り形状で先端部にディスクバルブ30が着座する。シート部46の外周側のテーパ状の側壁46Bは、メインボディ39の外周面まで延びている。外周側のテーパ状の側壁46Bの大径側の外径D1は、ディスクバルブ30の外径D2よりも大きくなっている。また、外周側のテーパ状の側壁46Bと、シート部46に着座するディスクバルブ30との間の角度θは、40°以上となっている。
同様に、図4に示すように、制御バルブ28のディスクバルブ33の外側シート部55は、内周側及び外周側の側壁55A,55Bがテーパ状に形成された先細り形状で先端部にディスクバルブ33が着座する。外側シート部55の外周側のテーパ状の側壁55Bは、パイロットボディ41の外周面まで延びている。外周側のテーパ状の側壁55Bの大径側の外径は、ディスクバルブ33の外径よりも大きく、また、テーパ状の側壁55Bと、外側シート部55に着座するディスクバルブ33との間の角度は、40°以上となっている。また、パイロットボディ41の外側円筒部41Eの内径は、外側シート部55の外径よりも大きく形成されている。このように、シートディスク92側の受圧面積を大きくするよう形成すると、弾性シール部材58のパイロットボディ41の外側円筒部41Eの内径への貼りつきによりディスク本体90の開閉動作が悪くなることを抑えるため、ディスク本体90等の外径を大きくする必要がある。ディスク本体90の外径を大きくすると、開閉動作が良くなる一方、オーバーハングが大きくなり異音が発生しやすいという背反の関係となる。そこで、異音の発生を防止するため、外周側のテーパ状の側壁55Bの大径側の外径を、ディスクバルブ33の外径よりも大きくした。
以上のように構成した減衰力調整式緩衝器1の作用について次に説明する。
減衰力調整式緩衝器1は、車両のサスペンション装置のバネ上、バネ下間に装着され、車載コントローラ等からの指令により、通常の作動状態では、ソレノイド37に通電して、プランジャ78に推力を発生させ、弁体38をシート部36Aに着座させて、パイロットバルブ29による圧力制御を実行する。
減衰力調整式緩衝器1は、車両のサスペンション装置のバネ上、バネ下間に装着され、車載コントローラ等からの指令により、通常の作動状態では、ソレノイド37に通電して、プランジャ78に推力を発生させ、弁体38をシート部36Aに着座させて、パイロットバルブ29による圧力制御を実行する。
ピストンロッド6の伸び行程時には、シリンダ2内のピストン5の移動によって、ピストン5の逆止弁13が閉じ、ディスクバルブ14の開弁前には、上流室となるシリンダ上室2A側の流体が加圧されて、通路22及び環状通路21を通り、セパレータチューブ20の接続口23から減衰力発生機構26の通路部材42に流入する。
このとき、ピストン5が移動した分の油液がリザーバ4からベースバルブ10の逆止弁17を開いてシリンダ下室2Bへ流入する。なお、シリンダ上室2Aの圧力がピストン5のディスクバルブ14の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ14が開いて、シリンダ上室2Aの圧力をシリンダ下室2Bへリリーフすることにより、シリンダ上室2Aの過度の圧力の上昇を防止する。
ピストンロッド6の縮み行程時には、シリンダ2内のピストン5の移動によって、ピストン5の逆止弁13が開き、ベースバルブ10の通路15の逆止弁17が閉じて、ディスクバルブ18の開弁前には、ピストン下室2Bの流体がシリンダ上室2Aへ流入し、ピストンロッド6がシリンダ2内に侵入した分の流体が上流室となるシリンダ上室2Aから、上記伸び行程時と同様の経路を通ってリザーバ4へ流れる。なお、シリンダ下室2B内の圧力がベースバルブ10のディスクバルブ18の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ18が開いて、シリンダ下室2Bの圧力をリザーバ4へリリーフすることにより、シリンダ下室2Bの過度の圧力の上昇を防止する。
減衰力発生機構26では、通路部材42から流入した油液は、主に次の3つの流路を通って下流室となるリザーバ4へ流れる。
(1)メイン流路
通路部材42から流入した油液は、メインボディ39の通路39Aを通り、メインバルブ27のディスクバルブ30を開いてケース25内の室25Cへ流れ、通路溝25B及び開口24を通ってリザーバ4へ流れる。
(1)メイン流路
通路部材42から流入した油液は、メインボディ39の通路39Aを通り、メインバルブ27のディスクバルブ30を開いてケース25内の室25Cへ流れ、通路溝25B及び開口24を通ってリザーバ4へ流れる。
(2)制御流路
通路部材42に流入した油液は、パイロットボディ41の円筒部41Bに取付けられたリテーナ62及びスペーサ63の内部、スペーサ63の切欠63A、円筒部41Bの側壁の通路52及び固定オリフィス32を通ってパイロット室31へ流れ、更に、パイロット室31から制御ボディ40の通路53を通り、制御バルブ28のディスクバルブ33を開いてケース25内の室25Cへ流れ、通路溝25B及び開口24を通ってリザーバ4へ流れる。
通路部材42に流入した油液は、パイロットボディ41の円筒部41Bに取付けられたリテーナ62及びスペーサ63の内部、スペーサ63の切欠63A、円筒部41Bの側壁の通路52及び固定オリフィス32を通ってパイロット室31へ流れ、更に、パイロット室31から制御ボディ40の通路53を通り、制御バルブ28のディスクバルブ33を開いてケース25内の室25Cへ流れ、通路溝25B及び開口24を通ってリザーバ4へ流れる。
(3)パイロット流路
通路部材42に流入した油液は、パイロットボディ41の円筒部41Bに取付けられたリテーナ62及びスペーサ63の内部、フィルタ61、固定オリフィス35、通路41Dを通り、更に、ポート部材67の通路68、ポート36を通り、パイロットバルブ29の弁体38を開いて弁室73へ流れ、軸方向溝74、環状凹部69、径方向通路75、隙間76、通路77を通ってケース25内の室25Cへ流れ、通路溝25B及び開口24を通ってリザーバ4へ流れる。
通路部材42に流入した油液は、パイロットボディ41の円筒部41Bに取付けられたリテーナ62及びスペーサ63の内部、フィルタ61、固定オリフィス35、通路41Dを通り、更に、ポート部材67の通路68、ポート36を通り、パイロットバルブ29の弁体38を開いて弁室73へ流れ、軸方向溝74、環状凹部69、径方向通路75、隙間76、通路77を通ってケース25内の室25Cへ流れ、通路溝25B及び開口24を通ってリザーバ4へ流れる。
これにより、ピストンロッド6の伸縮行程時共に、減衰力発生機構26のメインバルブ27、制御バルブ28及びパイロットバルブ29によって減衰力が発生する。このとき、メインバルブ27のディスクバルブ30は、通路39側の圧力を受けて開弁し、背面側に設けられたパイロット室31の内圧が閉弁方向に作用する、すなわち、通路39側とパイロット室31側との差圧によって開弁するので、パイロット室31の内圧に応じて、内圧が低いと開弁圧力が低く、内圧が高いと開弁圧力が高くなる。
また、制御バルブ28のディスクバルブ33は、通路53側の圧力を受けて開弁し、背面側に設けられたパイロット室34の内圧が閉弁方向に作用する、すなわち、通路53側とパイロット室34側との差圧によって開弁するので、パイロット室34の内圧に応じて、内圧が低いと開弁圧力が低く、内圧が高いと開弁圧力が高くなる。
ピストン速度が低速域にあるとき、メインバルブ27及び制御バルブ28が閉弁し、油液は、主に上述の(3)のパイロット流路及び制御バルブ28のディスクバルブ33に設けられたオリフィス穴92A、92B(オリフィス33A)を通ってリザーバ4へ流れ、パイロットバルブ29及びオリフィス33Aによって減衰力が発生する。そして、ピストン速度が上昇すると、パイロットバルブ29の上流側の圧力が上昇する。このとき、パイロットバルブ29の上流側のパイロット室31、34の内圧は、パイロットバルブ29によって制御され、パイロットバルブ29の開弁により、パイロット室31、34の内圧が低下する。これにより、先ず、制御バルブ28のディスクバルブ33が開弁して、油液が上述の(3)のパイロット流路に加えて(2)の制御流路を通ってリザーバ4へ流れることにより、ピストン速度の上昇による減衰力の増大が抑制される。
制御バルブ28のディスクバルブ33が開弁すると、パイロット室31の内圧が低下する。パイロット室31の内圧の低下により、メインバルブ27のディスクバルブ30が開弁して、油液が上述の(3)のパイロット流路及び(2)の制御流路に加えて(1)のメイン流路を通ってリザーバ4へ流れることにより、ピストン速度の上昇による減衰力の増大が抑制される。
このようにして、ピストン速度の上昇による減衰力の増大を2段階に抑制することにより、適切な減衰力特性を得ることができる。そして、ソレノイド37への通電により、パイロットバルブ29の制御圧力を調整することにより、制御バルブ28のパイロット室34の内圧、すなわち、ディスクバルブ33の開弁圧力を制御することができ、更に、ディスクバルブ33の開弁圧力により、メインバルブ27のパイロット室31の内圧、すなわち、ディスクバルブ30の開弁圧力を制御することができる。
これにより、メインバルブ27の閉弁領域において、パイロットバルブ29に加えて制御バルブ28のディスクバルブ33が開弁することにより、充分な油液の流量を得ることができるので、パイロットバルブ29の流量(ポート36の流路面積)を小さくすることができ、パイロットバルブ29(ソレノイドバルブ)の小型化及びソレノイド37の省電力化が可能になる。また、メインバルブ27及び制御バルブ28により、減衰力を2段階に変化させることができるので、減衰力特性の調整の自由度を高めて適切な減衰力特性を得ることができる。
メインバルブ27のシート部46の内周側及び外周側の側壁46A,46Bをテーパ状に形成し、外周側のテーパ状の側壁46Bの大径側の外径D1をシート部46に着座するディスクバルブ30の外径D2よりも大きくしたことにより、メインバルブ27の開弁時にディスクバルブ30とシート部46との間を通って室25Cへ流れる油液が整流されて、渦や跳ね返りの発生による流れの乱れを抑制することができ、油液の流れに起因する作動音の発生を軽減することができる。このとき、外周側のテーパ状の側壁46Bと、シート部46に着座するディスクバルブ30との間の角度θを40°以上とすることにより、整流効果を高めることができる。また、制御バルブ28についても、同様に、油液の流れを整流することができ、同様の作用効果を奏することができる。
図6に、従来の一般的な形状のシート部S及びディスクバルブVを有する減衰力発生機構(A)と、本実形態のメインバルブ(B)の開弁時の油液の流れのシミュレーション結果を示す。図6において、矢印の方向は、油液の流れ方向を示し、また、矢印の色の薄い部分は、流速が低いことを示している。図6から、本実施形態のメインバルブ(B)は、従来の減衰力発生機構(A)に比して、油液が整流され、また、流速分布がより均一になっていることが分かる。
なお、本発明は、上記実施形態のように減衰力調整機構をシリンダの側部に配置したもののほか、減衰力調整機構をピストン部に配置したものにも適用することができる。また、上記実施形態では、パイロット型の減衰力調整機構を有する減衰力調整式緩衝器について説明しているが、本発明は、これに限らず、ディスクバルブを備えたものであれば、他の形式減衰力調整機構を用いたもの、あるいは、減衰力を調整しない形式の緩衝器にも同様に適用することができる。
1…減衰力調整式緩衝器(緩衝器)、2…シリンダ、5…ピストン、6…ピストンロッド、30…ディスクバルブ、39…メインボディ(バルブボディ)、39A…通路、46…シート部、46B…側壁、D1,D2…外径
Claims (2)
- 作動液が封入されたシリンダと、
該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、
該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、
前記ピストンの摺動によって作動液が流れる通路を有するバルブボディと、
前記バルブボディから突出する環状のシート部と、
前記シート部に外周側が着座し、前記通路側の作動液の圧力を受けて前記シート部から離座して開弁し、作動液の流れを抑制して減衰力を発生させるディスクバルブと、を備え、
前記シート部は、外周側の側壁がテーパ状に形成され、テーパ状の前記側壁の大径側の外径は、前記ディスクバルブの外径よりも大きく、
前記ディスクバルブの開弁時に、前記シート部のテーパ状の前記側壁に沿った方向に作動液が流れることを特徴とする緩衝器。 - 前記シート部のテーパ状の前記側壁と、前記ディスクバルブとの間の角度は、40°以上であることを特徴とする請求項1に記載の緩衝器。
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