JP6128917B2 - 減衰力可変油圧制振装置 - Google Patents

Description

本発明は、減衰力を無段階で変化させることができる油圧制振装置に関する。

従来、減衰力を変化させることができる制振装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この制振装置は、一端側が支持体又は被支持体に連結されるシリンダと、シリンダ内を２つの隔室に区画するピストンと、一端側がピストンに連結されシリンダに軸線方向へ出入り自在で、他端側が被支持体又は支持体に連結されるピストンロッドと、シリンダの２つの隔室間を連通するバイパス管と、シリンダに連通するリザーバとで構成される。シリンダとバイパス管内には磁気粘性流体が充填される。バイパス管内の軸には電磁石が固定される。電磁石は管体との隙間に磁界を形成し、磁界の変化により、隙間に流通する磁気粘性流体の流動抵抗を制御し、それにより減衰力を変化させる。

特開２００１−１６５２２９号公報

上記従来の磁気粘性流体を用いた制振装置においては、高価な磁気粘性流体を比較的大量に用いるため、コスト高となるという課題がある。
したがって、本発明は、用いる磁気粘性流体の量が少なくて、なお減衰力を無段階に変化させることができる油圧制振装置を提供することを目的としている。

以下、添付図面の符号を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記課題を解決するための、本発明の減衰力可変油圧制振装置は、作動油が封入されるシリンダ１と、このシリンダ１内に摺動可能に嵌装されシリンダ１内を２油室３，４に区画するピストン２と、一端がピストン２に連結され他端がシリンダ１の外部まで延ばされるピストンロッド５と、２油室間を連通し減衰力を発生する減衰力発生機構としての電磁弁装置２５とを有する。電磁弁装置２５は、油室３，４を連通する連通路であるバイパス管１７と、このバイパス管１７に設けられ一方向の油の流れによりばね３３の力に抗して開弁し減衰力を発生する第１の弁体３１と、他方向の油の流れによりばね３３の力に抗して開弁し減衰力を発生する第２の弁体３１と、これら各弁体３１の開弁圧を変化させる付勢力調整機構２７とを具備する。付勢力調整機構２７は、弁体３１からそれの動作軸線方向に延出する鉄製のプランジャ３４と、このプランジャ３４を気密に受け入れるケーシング３５と、このケーシング３５内にプランジャ３４の外周を囲むように設けられるヨーク３６及びこのヨークを磁化するソレノイド３７と、プランジャ３４の外周とヨークと３６との間に形成される流体室３８と、この流体室内３８に充填される磁気粘性流体３９とを具備する。ソレノイド３７へ流す電流の変化により、プランジャ３４の移動に対する磁気粘性流体の粘性抵抗を増減し、見かけ上のばね力を可変とする。

本発明は、少量の磁気粘性流体を用いて、減衰力を無段階に変化させることができる安価な油圧制振装置を提供する。

本発明に係る油圧制振装置の断面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 図１の油圧制振装置の側面図である。 図１の油圧制振装置の一部の拡大断面図である。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、シリンダチューブ１にピストン２が摺動自在に挿入され、シリンダチューブ１内は、第１及び第２の油室３，４に区画される。ピストンロッド５は、ピストン２の両側に延びてシリンダチューブ１の両端のシリンダカバー６，７を気密に貫通する。一端側のシリンダカバー６には、ロードコラム８が接続され、その先端には、支持体又は被支持体に接続するための引き手９が設けられる。ピストンロッド５の一端側は、ロードコラム８内に延び、他端側は、シリンダカバー７を貫通して外方へ延び、その先端には、被支持体又は支持体に接続するための引き手１０が設けられる。

シリンダカバー６，７間は、それぞれ油通路１１，１２，１３，１４、弁ケース１５，１６、バイパス管１７を介して連通する。

シリンダカバー６，７には、それぞれ油通路１１，１２を介して油室３，４に連通する弁ケース１５と、油通路１３，１４を介して油室３，４に連通する弁ケース１６とが固着される。弁ケース１５，１６は油通路１８を介して連通する。

弁ケース１５内には逆止弁１９が設けられる。逆止弁１９は、常時油室３，４との間の流路を開いているが、油室３，４内の油圧が高まると、流路を閉じて弁ケース１６を経由するバイパス管１７への油の流通を止める。

バイパス管１７の中間部には、熱による作動油の容量変化を吸収するためのアキュムレータ２０が設けられる。アキュムレータ２０は、油通路２１を介してバイパス管１７に連通するリザーバチューブ２２と、その内部に挿入されるフリーピストン２３とばね２４とを具備する。ばね２４は、フリーピストン２３に常時与圧を加える。以上が制振装置本体の構成である。

減衰力発生装置である電磁弁装置２５が、弁ケース１６に組み付けられる。電磁弁装置２５は、弁ケース１６内に設けられる弁機構２６と、弁ケース１６の外側に取り付けられる付勢力調整機構２７とからなる。

弁ケース１６は、油通路１３，１４を介して油室３，４に、油通路１８を介して弁ケース１５に、また油通路２８を介してバイパス管１７にそれぞれ連通する。弁ケース１６内には、一端側に弁座３０を保持するインナケース２９が挿入される。インナケース２９には、弁体３１が内装される。弁座３０は、油通路１３，１４に介在し、弁体３１は、油通路１３，１４を開閉する。

弁ケース１６には、接続フランジ３２を介して付勢力調整機構２７が固着される。弁体３１は、付勢力調整機構２７を軸線方向移動自在に貫通する磁性体製のプランジャ３４の一端に結合され、このプランジャ３４を介してばね３３により弁座３０に対して付勢される。弁体３１とプランジャ３４とは互いに分離可能に螺合して結合される。

付勢力調整機構２７は、プランジャ３４を気密に受け入れる磁性体のケーシング３５と、このケーシング３５内にプランジャ３４の外周を囲むように設けられるヨーク３６及びこのヨーク３６を磁化するソレノイド３７とを具備する。プランジャ３４の外周とヨーク３６との間には、流体室３８が形成され、この流体室３８内に磁気粘性流体３９が充填される。ソレノイド３７に電流を流すと、ヨーク３６、ケーシング３５、磁気粘性流体３９、プランジャ３４を通る磁界が生じ、この磁界により、磁気粘性流体３９中に散在する磁性粉が磁界方向に揃い、磁性粉クラスタを形成する。ケーシング３５に対してプランジャ３４が移動するとき、磁性粉クラスタのせん断応力が、粘性抵抗となり、プランジャ３４の移動を妨げる方向の荷重を生じる。ソレノイド３７へ流す電流の変化により、磁気粘性流体３９の粘性を変化させ、プランジャ３４の移動に対する抵抗を増減できる。これにより、見かけ上のばね力を変化させる。

ケーシング３５は、ケーシングカバー４０，４１と、それらの外側に気密に固着されるロッドカバー４２，４３とにより両端を気密に閉じられる。一端側のロッドカバー４２が、接続フランジ３２を介して弁ケース２６に接続される。ケーシングカバー４０，４１は、それぞれ磁気粘性流体を供給するための給油口４０ａ，４１ａを有する。給油口４０ａ，４１ａは、鋼球４０ｂ，４１ｂとボルト４０ｃ，４１ｃで閉じられる。

プランジャ３４は、一端側においてロッドカバー４２、ケーシングカバー４０を気密に軸線方向移動自在に貫通し、ケーシング３５を通り、他端側においてケーシングカバー４１、ロッドカバー４３を気密に軸線方向移動自在に貫通し、ばね受け筒４４内へ突出する。ばね受け筒４４内へ突出したプランジャ３４の他端部には、ばね受け座を兼ねた抜け止め部材４５が固着される。

ばね受け筒４４は、内周にねじ部４４ａを有し、これにばね受け円板４６と回り止め円板４７が螺合され、相互間が間隔を置いてボルト４８で結合される。ばね受け座４５とばね受け円板４６との間にばね３３が挿入される。

図示しない支持体と被支持体とがシリンダ８の軸線方向に相対変位する場合、ピストン２が摺動して、作動油が油通路１１（１２）に流れる。これにより、逆止弁１９がリフトし、油通路を閉じる。作動油は油通路１３（１４）に流れて弁体３１を変位させ、電磁弁装置２５を経てバイパス管１７へ流れる。このとき、油量と流路断面積との関係から、油室３，４間に圧力差が生じ、支持体と被支持体との相対変位を抑制する減衰力が発生する。この減衰力は、弁体３１を付勢するばね３３のばね力に依存するが、付勢力調整機構５により、このばね力を見かけ上変化させることができる。すなわち、ソレノイド３７へ流す電流の変化により、磁気粘性流体３９の粘性を変化させ、プランジャ３４を通して、弁体３１の移動に対する抵抗を変化させる。ソレノイド３７への電流を増加させることにより、磁気粘性流体３９の粘度を高くする方向に変化させると、弁体３１の移動量は小さくなり、流路断面積が小さくなるため、より大きな圧力差が生まれ、大きな減衰力が得られる。
付勢ばね３３のばね力に、付勢力調整機構５が変化させる磁気粘性流体３９の粘性抵抗が加わることにより、ばね力が見かけ上、変化する。これにより、減衰力を無段階に変化させることができる。電磁弁装置２５に使用する磁気粘性流体の使用量は数十ｃｃ程度であり、従来の磁気粘性流体を用いたダンパと比較して、使用する磁気粘性流体の量が格段に少ない。これにより、価格の低減化が図れる。

なお、接続フランジ３２を弁ケース１６から外せば、インナケース２９、付勢力調整機構２７は容易に取り外して分解することができる。したがって、孔形の異なる弁座３０への交換、弁体３１の交換、ばね３３の調整等が容易に行える。本発明は、オイルダンパーだけでなく、油圧防振器への応用も可能である。

１ シリンダチューブ
２ ピストン
３ 第１油室
４ 第２油室
５ ピストンロッド
６ シリンダカバー
７ シリンダカバー
８ ロードコラム
９ 引き手
１０ 引き手
１１ 油通路
１２ 油通路
１３ 油通路
１４ 油通路
１５ 弁ケース
１６ 弁ケース
１７ バイパス管
１８ 油通路
１９ 逆止弁
２０ アキュムレータ
２１ 油通路
２２ リザーバチューブ
２３ フリーピストン
２４ ばね
２５ 電磁弁装置
２６ 弁機構
２７ 付勢力調整機構
２８ 油通路
２９ インナケース
３０ 弁座
３１ 弁体
３２ 接続フランジ
３３ ばね
３４ プランジャ
３５ ケーシング
３６ ヨーク
３７ ソレノイド
３８ 流体室
３９ 磁気粘性流体
４０ ケーシングカバー
４０ａ 給油口
４０ｂ 鋼球
４０ｃ ボルト
４１ ケーシングカバー
４１ａ 給油口
４１ｂ 鋼球
４１ｃ ボルト
４２ ロッドカバー
４３ ロッドカバー
４４ ばね受け筒
４５ ばね受け座
４６ ばね受け円板
４７ 回り止め円板

Claims (3)

1. 作動油が封入されるシリンダと、このシリンダ内に摺動可能に嵌装されシリンダ内を２油室に区画するピストンと、
   一端が前記ピストンに連結され他端が前記シリンダの外部まで延ばされるピストンロッドと、
   前記２油室間を連通し減衰力を発生する減衰力発生機構と、を有する油圧制振装置において、
   前記減衰力発生機構は、前記シリンダ内の一方の油室と他方の油室とを連通する連通路と、この連通路に設けられ一方向の油の流れによりばね力に抗して開弁し減衰力を発生する第１の弁体と、他方向の油の流れによりばね力に抗して開弁し減衰力を発生する第２の弁体と、各弁体の開弁圧を変化させる付勢力調整機構とを具備し、
   前記付勢力調整機構は、前記弁体からそれの動作軸線方向に延出する鉄製のプランジャと、このプランジャを受け入れてその他端側が気密に貫通して突出させるケーシングと、このケーシング内にプランジャの外周を囲むように設けられるヨーク及びこのヨークを磁化するソレノイドと、プランジャの外周とヨークとの間に形成される流体室と、この流体室内に充填される磁気粘性流体と、前記ケーシングの外側に、前記プランジャの他端側を受け入れるばね受け部と、ばね受け部内に設けられ、前記プランジャの他端を一端側へ押圧するばねとを具備し、
   前記ばね受け部は、前記ケーシングの外側に、前記プランジャと同心的に固着される円筒状のばね受け筒と、このばね受け筒に軸線方向進退自在に螺合されるばね座とを具備し、ばね座の進退調整により、前記ばねの初期たわみ量を調整可能に構成され、
   前記ソレノイドへ流す電流の変化により前記プランジャの移動に対する粘性抵抗を増減し、見かけ上のばね力を可変とすることを特徴とする減衰力可変油圧制振装置。
2. 前記ばね座は、前記ばね受け筒に螺合されるばね受け円板と、このばね受け円板と相互間が間隔を置いてばね受け筒に螺合される回り止め円板と、これらを相互間隔を置いて結合するボルトとを具備することを特徴とする請求項１に記載の減衰力可変油圧制振装置。
3. 前記付勢力調整機構のケーシングは、一端側に前記プランジャを気密に貫通させるロッドカバーを具備し、
   前記弁体と弁座は、機器本体に固着される円筒状弁ケースの内側に挿脱自在に嵌合される円筒状のインナケース内に設けられ、
   前記弁座は、前記インナケースの機器本体側である内側端に着脱自在に接続され、
   前記弁体は、前記インナケース内に突出する前記プランジャの一端に着脱自在に接続され、
   前記ロッドカバーは、前記インナケースの外側端に着脱自在に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の減衰力可変油圧制振装置。

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