JP2022094977A - バルブ機構および圧力緩衝装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の複雑化を抑制しつつ流体制御部を簡素化することが可能な、圧力緩衝装置を提供する。【解決手段】液体を収容するシリンダ１１と、シリンダ内を第１室及び第２室に区画するピストン部３０とロッド２０と、ピストン部で発生する減衰力を変更可能な減衰力変更部４０とを備え、減衰力変更部はバイパス油路２５における液体の流れを調整する調整バルブ４１と、調整バルブを支持する支持部材と調整バルブと支持部材との間に設けられ、絞り部材４２を介してバイパス油路に連通する背圧室と、背圧室の側面を画定する壁部と、変形または変位することにより背圧室の圧力を変化させる圧力変更部５００と、を備え、圧力変更部は、弾性変形部５２、弾性変形部を抑えるバネ５３及び弾性変形部を支持するキャップ部５１を備え、背圧室から液体が漏洩することを防ぐシール部が、背圧室を画定する部材または背圧室に収容される部材の何れかと一体に設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、バルブ機構および圧力緩衝装置に関する。

乗り心地や操縦安定性を向上させるために、車両に搭載される油圧緩衝器の減衰力特性を最適化することが望まれている。このような油圧緩衝器に関する技術として、例えば、特許文献１には、ピストンの伸び行程において周波数によって減衰力を発生させる減衰発生機構を有するピストン構造備える減衰力可変型緩衝器が記載されている。

特許５３７８２８０号公報

特許文献１に開示されている油圧緩衝器は、減衰力の周波数特性を調整可能な流路が形成され、流体制御を行うが、シールやスプール等の構造が複雑である。それゆえ、特許文献１に開示されている技術には、装置の複雑化を抑制する観点で改善の余地があった 。
本発明は、装置の複雑化を抑制しつつ流体制御部を簡素化することが可能な、圧力緩衝装置を提供することを目的とする 。

かかる目的のもと、本発明は、液体を収容するシリンダと、前記シリンダ内を第１室及び第２室に区画するピストンと、前記シリンダ内を進退する第１端に前記ピストンが設けられ、前記第１室と前記第２室との間を移動する前記液体が流れるバイパス流路を有するロッドと、前記ピストンで発生する減衰力を変更可能な減衰力変更部と、を備え、前記減衰力変更部は、バイパス流路における前記液体の流れを調整する調整バルブと、前記調整バルブを支持する支持部材と、前記調整バルブと前記支持部材との間に設けられ、絞り部材を介して前記バイパス流路に連通する背圧室と、前記背圧室の側面を画定する壁部と、変形または変位することにより前記背圧室の圧力を変化させる圧力変更部と、を備え、前記圧力変更部は、弾性変形部、前記弾性変形部を抑えるバネ、及び、前記弾性変形部を支持するキャップ部を備え、前記背圧室から前記液体が漏洩することを防ぐシール部が、前記背圧室を画定する部材または前記背圧室に収容される部材の何れかと一体に設けられている、圧力緩衝装置を提供するものである。

本発明によれば、装置の複雑化を抑制しつつ流体制御部を簡素化することが可能な、圧力緩衝装置を提供することができる。

第１実施形態の油圧緩衝装置の全体図である。 第１実施形態のピストン部および減衰力変更部の断面図である。 第１実施形態の減衰力変更部を説明する図である。 第２実施形態の減衰力変更部を説明する図である。 第３実施形態の減衰力変更部を説明する図である。 第４実施形態の減衰力変更部を説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明において、図１に示すシリンダ部１０の長手方向は、「軸方向」と称する。また、軸方向におけるシリンダ部１０の下側は、「一方側」と称し、シリンダ部１０の上側は、「他方側」と称する。
また、図１に示すシリンダ部１０の左右方向は、「半径方向」と称する。そして、半径方向において、中心軸側は、「半径方向内側」と称し、中心軸から離れる側は、「半径方向外側」と称する。

＜第１実施形態＞
［油圧緩衝装置１の構成・機能］
図１は、第１実施形態の油圧緩衝装置１の全体図である。
図１に示すように、油圧緩衝装置１（圧力緩衝装置の一例）は、内部にオイル（液体の一例）を収容するシリンダ部１０と、シリンダ部１０の他端側から摺動自由に挿入されるロッド２０と、ロッド２０の一端側の端部に接続されるピストン部３０（ピストンの一例）と、ピストン部３０にて発生する減衰力を調整する減衰力変更部４０と、シリンダ部１０の一端側の端部に設けられるボトムピストン部６０と、を備えている。

減衰力変更部４０は、変形または変位することにより圧力調整室５００（圧力変更部の一例）の液体の圧力を変化させるフロートバルブ５２（弾性変形部の一例）と、フロートバルブ５２を支持するエンドキャップ５１（キャップ部の一例）と、フロートバルブ５２を押さえるバネ５３とを有する。以下、油圧緩衝装置１について詳細に説明する。

本実施形態の油圧緩衝装置１は、スプリングとともに用いられ、サスペンション（懸架装置）の一部を構成する複筒型式油圧緩衝装置である。そして、本実施形態の油圧緩衝装置１は、例えば四輪車や二輪車などの車両に用いられ、車輪の上下運動を緩和したり吸収したりすることで、振動が車体に直接伝わることを抑制する。

図１に示すように、シリンダ部１０は、円筒状のシリンダ１１と、シリンダ１１の半径方向外側に設けられる円筒状のダンパケース１２と、シリンダ部１０の他端側の端部に設けられるロッドガイド部１３と、シリンダ部１０の一端側の端部に設けられる底蓋１４とを備えている。

シリンダ１１は、ロッド２０の一端側、ピストン部３０および減衰力変更部４０を、軸方向に移動可能に収容する。ダンパケース１２は、半径方向内側にてシリンダ１１との間にリザーバ室Ｒを形成する。ロッドガイド部１３は、シリンダ１１およびダンパケース１２の他端側の開口部を閉じる。また、ロッドガイド部１３は、ロッド２０が貫通して設けられ、ロッド２０を軸方向に移動可能に支持する。ロッドガイド部１３は、シリンダ１１およびダンパケース１２の一端側の開口部を閉じる。

＜ロッド２０の構成＞
ロッド２０は、中実または中空の棒状の部材である。そして、ロッド２０は、一端側に設けられる一端側取付部２１と、他端側に設けられる他端側取付部とを有する。一端側取付部２１および他端側取付部は、それぞれ、外面には雄ねじが形成され、ボルトとして機能する。さらに、図２に示すように、ロッド２０は、一端側取付部２１に、軸方向に延びる溝によって形成され、ピストン部３０を迂回して、第２油室Ｙ２と第１油室Ｙ１との間でオイルを流通させるバイパス流路２５を備えている。

＜ピストン部３０の構成＞
図２に示すように、ピストン部３０は、バルブシート３１と、バルブシート３１の一端側に設けられる伸側減衰バルブ部３２１と、バルブシート３１の他端側に設けられる圧側減衰バルブ部３２２と、を備えている。また、ピストン部３０は、第１バルブストッパ３５１および第２バルブシート３５３を備えている。

第２バルブシート３５３は、軸方向に伸びてロッド２０の一端側取付部２１が貫通可能な孔を有する。さらに、第２バルブシート３５３は、後述のサブバルブ４１に向けて開放された凹部３５３ｃが設けられる。そして、第２バルブシート３５３は、一端側取付部２１が嵌め込まれ、バルブシート３１との間に伸側減衰バルブ部３２１を挟み込む。また、第２バルブシート３５３の凹部は、バイパス路２５に連通する空間である吐出流路３６を形成する。

＜衰力変更部４０の構成＞
図３は、本実施形態の減衰力変更部４０の説明図である。図２および図３を参照しつつ、減衰力変更部４０について説明する。

図２に示すように、減衰力変更部４０は、バイパス路２５におけるオイルの流れを制御する調整バルブ４１と、バイパス路２５のオイルの流れを絞る絞り部材４２と、ロッド２０に接続するバルブハウジング４３と、を有する。

調整バルブ４１は、凹部３５３ｃの開口部を閉塞可能に設けられている。第２油室Ｙ２からバイパス路２５および吐出流路３６を通ったオイルは、調整バルブ４１を押し開くことにより、第１油室Ｙ１側へと達する。

弾性を有する絞り部材４２は、図３に示すように、円環状に形成され、半径方向内側にロッド２０の一端側取付部２１が貫通する開口部を有し、この開口部から外側に向けて切り込まれた油路を有する。そして、絞り部材４２は、調整バルブ４１と共に、第２バルブシート３５３とバルブハウジング４３と間に設けられ、オリフィスを形成する。このオリフィスは、絞り部材４２が臨む背圧室５０に連通し、バイパス路２５の下端部に連絡している。

図２に示すように、バルブハウジング４３は、背圧室５０と圧力調整室５００とを連絡する連絡通路４３Ｈを有する部位と、この部位よりも他端側に設けられ圧力調整室５００を形成する部位とを有する。バルブハウジング４３は、軸方向に伸びロッド２０の一端側取付部２１に締め込まれ固定される。なお、本実施形態では、連絡通路４３Ｈは、バルブハウジング４３の周方向において複数設けられている。

バルブハウジング４３は、他端側の端部にエンドキャップ５１を固定させることで圧力調整室５００を形成する。本実施形態では、減衰力変更部４０およびピストン部３０を構成する各種部材が、バルブハウジング４３とロッド２０とによって挟持される。また、エンドキャップ５１には、オイルを濾過するフィルタを配置してもよい。

また、連絡通路４３Ｈは、背圧室５０と圧力調整室５００とを連通し、背圧室５０と圧力調整室５００との間におけるオイルの流路を形成する。

図３に示すように、シール４４は、他端がサブバルブ４１に一体成型されバルブハウジング４３側に向けて突出し、一端側にはバルブハウジング４３の壁部４６が接触する。シール４４は、バルブハウジング４３及びサブバルブ４１と共に、背圧室５０を形成する。

エンドキャップ５１は、バルブハウジング４３の一端側内側に挿入された状態で、バルブハウジング内の空間である圧力調整室５００を形成する。この圧力調整室５００には、フロートバルブ５２およびバネ５３が収容される。

エンドキャップ５１は、他端側でフロートバルブ５２を保持する。

フロートバルブ５２は、バネ５３の付勢力に抗して移動することが可能であり、軸方向および軸方向に直交する方向において変位可能である。また、フロートバルブ５２は、エンドキャップ５１の環状突出部に接触し、圧力を受けることによって、変形規制部内で変形可能である。

フロートバルブ５２は、伸張行程時や圧縮行程時において、変形または変位することで、圧力調整室５００の容積を変化させる。また、エンドキャップ５１の貫通孔５１Ｈを塞ぐことによって圧力調整室５００と第１油室Ｙ１側とのオイルの流れを遮断したり、開放したりする。

続いて、本実施形態の油圧緩衝装置１の動作を説明する。圧縮行程時および伸張行程時におけるピストン部３０の動作説明である。

伸張行程において、ロッド２０が小振幅で移動する場合、第２油室Ｙ２からバイパス路２５に流入したオイルは、絞り部材４２のオリフィス４２Ｓ、バルブハウジング４３の連絡通路４３Ｈを通って、圧力調整室５００に流れ込む。このとき、圧力調整室５００では、フロートバルブ５２が撓むことでオイルを収容する容積が増加し、圧力調整室５００内のオイルの圧力上昇が遅くなっている。そのため、圧力調整室５００の圧力が上がらず、調整バルブ４１を吐出流路３６に向けて押す力も小さくなる。吐出流路３６の圧力が所定値以上になると、調整バルブ４１は、吐出流路３６を開く。さらに、バイパス路２５を流れるオイルは、吐出流路３６から第１油室Ｙ１へと流出する。このように、ロッド２０が小振幅で移動する場合、ピストン部３０を迂回するオイルの流れが生じる。
従って、伸張行程において、ロッド２０が小振幅で移動する場合には、図２に示すピストン部３０の伸側油路３４１のオイルの流れに加えて、バイパス路２５をオイルが流れることとなり、ピストン部３０にて発生する減衰力が小さくなる。

一方、伸張行程において、ロッド２０が大振幅で移動する場合、第２油室Ｙ２からバイパス路２５に流入したオイルは、絞り部材４２のオリフィス、バルブハウジング４３の連絡通路４３Ｈを通って、圧力調整室５００に流れ込む。そして、大振幅で移動する場合には、圧力調整室５００にてフロートバルブ５２が変形規制部まですぐに撓むことで、圧力調整室５００内のオイルが高圧化する。そのため、圧力調整室５００の圧力によって調整バルブ４１を吐出流路３６に向けて押す力が大きくなる。その結果、調整バルブ４１は、吐出流路３６を閉じる。
従って、伸張行程において、ロッド２０が大振幅で移動する場合には、バイパス路２５をオイルが流れず、ピストン部３０の伸側油路３４１のオイルの流れだけになるため、ピストン部３０にて発生する減衰力が大きくなる。

以上のとおり、本実施形態の油圧緩衝装置１は、ロッド２０が小さく動くときには、減衰力が小さくなることで、車両の乗り心地が高められる。一方で、本実施形態の油圧緩衝装置１は、ロッド２０が大きく動くときには、減衰力が高くなることで、車両の操安性が高められる。

第１実施形態の油圧緩衝装置１の減衰力変更部４０は、背圧室５０を画定する部材であるサブバルブ４１にシール４４を一体成型した構造である。これにより、バルブハウジング４３に別途シール溝を加工する必要なく、また、シールの組付け性向上し、生産性が向上できる。

＜第２実施形態＞
次に、図４に示す第２実施例形態について、説明する。上記第１実施形態は、バルブハウジング４３及び壁部４６が単一の部材であったのに対し、第２実施形態は、バルブハウジング４３に、これとは別部材の管体４３ａを圧入嵌合することにより、壁部４６ａを形成した構造であるところが異なり、バルブハウジングの形成をより簡単にしている。このような形態であっても、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第３実施形態＞
次に、図５に示す第３実施形態について、説明する。上記第２実施形態では、シール４４が調整バルブ４１に一体に形成されていたのに対し、第３実施形態は、調整バルブ４１ではなく、別のバネ体４５にシール４４を一体形成し、絞り部材４２とバルブハウジング４３の間に設けたところが異なる。これによれば、シール４４が調整バルブ４１と別体のため、上記第２実施形態で得られる効果に加えて、調整バルブ４１の厚さを容易に変更できる。

＜第４実施形態＞
次に、図６に示す、第４実施形態について、説明する。第４実施形態は、従来構造のバルブハウジング４３に可動式のスプール４３ｂを設け、スプール４３ｂの内壁４６ｂ（壁部）へ接触するシール４４をバネ体４５に設けた構造である。これによれば、上記第３実施形態で得られる効果に加えて、バルブハウジング４３のシール溝加工が不要となり、組立て性を向上できる。

以上のように、本発明によれば、バルブハウジングの加工の簡素化、組立て性の簡素化が可能な構造にすることができる。

上記説明では、フロートバルブ５２を変形または変位させることで圧力調整室５００内のオイル圧を変化させる形態を例示したが、本発明はフロートバルブ５２を用いる形態に限定されない。圧力調整室５００内を他の部材を用いても良いし、圧力を変化させいな構造であってもよく、背圧室を持つ構造であればよい。

１…油圧緩衝装置、１１…シリンダ、２０…ロッド、３０…ピストン部、２５…バイパス油路、３５３…第２バルブシート、４０…減衰力変更部、４１…サブバルブ、４２…絞り部材、４４…シール、４３…バルブハウジング、４６…壁部、５０…背圧室、５００…圧力調整室、５１…エンドキャップ、５２…フロートバルブ、５３…バネ

Claims (5)

1. 液体を収容するシリンダと、前記シリンダ内を第1室及び第2室に区画するピストンと、前記シリンダ内を進退する第1端に前記ピストンが設けられ、前記第1室と前記第2室との間を移動する前記液体が流れるバイパス流路を有するロッドと、前記ピストンで発生する減衰力を変更可能な減衰力変更部と、を備え、前記減衰力変更部は、バイパス流路における前記液体の流れを調整する調整バルブと、前記調整バルブを支持するバルブハウジングと、前記調整バルブと前記バルブハウジングとの間に設けられ、絞り部材を介して前記バイパス流路に連通する背圧室と、前記背圧室の側面を画定する壁部と、変形または変位することにより前記背圧室の圧力を変化させる圧力変更部と、を備え、前記圧力変更部は、弾性変形部、前記弾性変形部を抑えるバネ、及び、前記弾性変形部を支持するキャップ部を備え、前記背圧室から前記液体が漏洩することを防ぐシール部が、前記背圧室を画定する部材または前記背圧室に収容される部材の何れかと一体に設けられている、圧力緩衝装置。
2. 前記壁部及び前記支持部材は、一体成型された一の部材であり、前記シール部は、前記調整バルブ41に設けられている、請求項１に記載の圧力緩衝装置。
3. 前記壁部は、前記支持部材の外周面を囲むように、前記支持部材の外周面に固定された管であり、前記シール部は、前記調整バルブに設けられている、請求項１に記載の圧力緩衝装置。
4. 前記壁部は、前記支持部材の外周面を囲むように、前記支持部材の外周面に固定された管であり、前記調整バルブは、前記第1流路に連通する連通部の開口部を閉塞可能に設けられ、前記連通部の前記開口部を閉じる向きの力を前記調整バルブに付与するバネが、前記背圧室に収容され、前記シール部は、前記バネに設けられている、請求項１に記載の圧力緩衝装置。
5. 前記壁部は、前記支持部材に対して軸方向に進退可能な可動部材の側面であり、前記調整バルブへ近づく向きの力を前記可動部材に付与するバネが、前記背圧室に収容され、 前記シール部は、前記バネに設けられている、請求項１に記載の圧力緩衝装置。
   
   
   
   
   

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