JP6305102B2 - 流体圧緩衝器 - Google Patents
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また、本発明は、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿嵌されて、前記シリンダ内を伸側室と縮側室との2室に画成するピストンと、一端側が前記ピストンに連結されて、他端側が前記伸側室を介して前記シリンダの外部に延出したピストンロッドと、前記シリンダと連通され、内部にガスと作動流体が設けられたリザーバ室と、からなる流体圧緩衝器において、前記伸側室と前記リザーバ室とを連通して、伸側電磁弁により開閉される伸側通路と、前記縮側室と前記リザーバ室とを連通して、縮側電磁弁により開閉される縮側通路と、前記伸側室と前記リザーバ室との間に前記伸側通路と並列に設けられ、前記伸側室からの作動流体に流通抵抗を付与して伸側減衰力を発生する主伸側減衰力発生機構と、前記縮側室と前記リザーバ室との間に前記縮側通路と並列に設けられ、前記縮側室からの作動流体に流通抵抗を付与して縮側減衰力を発生する主縮側減衰力発生機構と、を備え、前記伸側電磁弁または縮側電磁弁の少なくとも一方は、閉弁状態において、開弁時の流動方向と反対方向への流れを許容することを特徴とするものである。
さらに、本発明は、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿嵌されて、前記シリンダ内を伸側室と縮側室との2室に画成するピストンと、一端側が前記ピストンに連結されて、他端側が前記伸側室を介して前記シリンダの外部に延出したピストンロッドと、前記シリンダと連通され、内部にガスと作動流体が設けられたリザーバ室と、からなる流体圧緩衝器において、前記伸側室と前記リザーバ室とを連通して、伸側電磁弁により開閉される伸側通路と、前記縮側室と前記リザーバ室とを連通して、縮側電磁弁により開閉される縮側通路と、前記伸側室と前記リザーバ室との間に前記伸側通路と並列に設けられ、前記伸側室からの作動流体に流通抵抗を付与して伸側減衰力を発生する主伸側減衰力発生機構と、前記縮側室と前記リザーバ室との間に前記縮側通路と並列に設けられ、前記縮側室からの作動流体に流通抵抗を付与して縮側減衰力を発生する主縮側減衰力発生機構と、を備え、前記伸側電磁弁または縮側電磁弁の少なくとも一方は、閉弁状態において、微小流量の流れを許容することを特徴とするものである。
さらにまた、本発明は、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿嵌されて、前記シリンダ内を伸側室と縮側室との2室に画成するピストンと、一端側が前記ピストンに連結されて、他端側が前記伸側室を介して前記シリンダの外部に延出したピストンロッドと、前記シリンダと連通され、内部にガスと作動流体が設けられたリザーバ室と、からなる流体圧緩衝器において、前記伸側室と前記リザーバ室とを連通して、伸側電磁弁により開閉される伸側通路と、前記縮側室と前記リザーバ室とを連通して、縮側電磁弁により開閉される縮側通路と、前記伸側室と前記リザーバ室との間に前記伸側通路と並列に設けられ、前記伸側室からの作動流体に流通抵抗を付与して伸側減衰力を発生する主伸側減衰力発生機構と、前記縮側室と前記リザーバ室との間に前記縮側通路と並列に設けられ、前記縮側室からの作動流体に流通抵抗を付与して縮側減衰力を発生する主縮側減衰力発生機構と、を備え、前記流体圧緩衝器は鉄道車両に用いられ、前記伸側電磁弁及び前記縮側電磁弁は前記鉄道車両が所定速度よりも高速のときに閉弁し、前記鉄道車両が所定速度よりも低速のときに開弁することを特徴とするものである。
第1の実施形態に係る流体圧緩衝器1aは、台車と車体との間に横置き状態で取り付けられる鉄道車両用ヨーダンパとして採用され、作動流体としての作動油が、ピストンロッド4の伸縮に対して軸方向に沿って両方向に流れるバイフロー型として構成される。
まず、第1実施形態に係る流体圧緩衝器1aを図1に基づいて説明する。
第1実施形態に係る流体圧緩衝器1aは、内部に作動油が封入されたシリンダ2と、該シリンダ2内に摺動可能に挿嵌されたピストン3と、該ピストン3に連結されシリンダ2から外部に延出されたピストンロッド4とを備えている。なお、説明の便宜のため、以下の説明では、図中右側を一端側として、図中左側を他端側としてそれぞれ説明する。
なお、通路20、オリフィス21、通路22、オリフィス23はなくてもよく、シリンダ内の作動流油にある空気が第1伸側通路15と第2伸側通路16により十分にリザーバ室5に排出できれば第1伸側通路15と第2伸側通路16がリザーバ室5に連通されていればよい。また、任意の減衰力を発生させるようにオリフィス21、23を設けてもよい。
シリンダ2の外周には、該シリンダ2と同心円状に外筒6が設けられている。該外筒6の内壁面とシリンダ2の外壁面との間に環状のリザーバ室5が形成される。外筒6及びシリンダ2の一端側開口は蓋体8で閉塞されている。一方、外筒6及びシリンダ2の他端開口はロッドガイド7a及び閉塞部材7bで閉塞されている。該ピストンロッド4の他端部はロッドガイド7a及び閉塞板材7bを液密的に挿通して外筒6の外部へ延びている。蓋体8は、外筒6の一端開口を閉鎖する主蓋部材8aと、シリンダ2の一端開口を閉鎖する副蓋部材8bとからなる分割構造となっている。なお、主蓋部材8aには、車体側との連結用のブラケット9が固設されている。
第1実施形態に係る流体圧緩衝器1aは、台車と車体との間に横置き状態で取り付けられており、台車にピストンロッド4の他端部側が連結され、車体にシリンダ2側が連結されるが逆でもよく、車体にピストンロッド4の他端部側が連結され、台車にシリンダ2側が連結されていてもよいがシリンダ2が揺れることで作動油が空気を含みやすくなるので、揺れが少ない台車にシリンダ2側が連結されているほうが好ましい。
そして、台車と車体とが水平方向へ相対移動すると、本流体圧緩衝器1aのピストンロッド4が伸縮動作する。そこで、鉄道車両が所定速度よりも低速で走行する場合は、伸側電磁弁17は開放流路部17aに設定され、縮側電磁弁35も開放流路部35aに設定される。そして、ピストンロッド4の伸び行程時には、シリンダ2内のロッド側油室2aの作動油は、第1伸側通路15を伸側電磁弁17の開放流路部17aを介してリザーバ室5に流れ、これと同時に、反ロッド側油室2bは負圧になるために、作動油がリザーバ室5から第3縮側通路33に設けた逆止弁37を介して反ロッド側油室2bへ流れる。
なお、ロッド側油室2aの作動油を、オリフィス21に通過させて第1伸側通路15からリザーバ室5に流すことで伸び側の減衰力を発生させてもよい。
なお、反ロッド側油室2bの作動油を、オリフィス23に通過させて第1伸側通路15からリザーバ室5に流すことで縮み側の減衰力を発生させてもよい。
第2実施形態に係る流体圧緩衝器1bでは、ピストン3に伸側リリーフ弁10及び縮側リリーフ弁11が設けられていない。そして、第2伸側通路16の第1バイパス通路26と並列に設けた第2バイパス通路28に伸側リリーフ弁10が配置される。伸側リリーフ弁10により、ロッド側油室2aの油圧が所定圧に到達した際ロッド側油室2aからリザーバ室5への作動油の流れを許容することになる。また、第1〜3縮側通路31〜33と並列に設けた第4縮側通路34に縮側リリーフ弁11が配置される。該縮側リリーフ弁11により、反ロッド側油室2bの油圧が所定圧に到達した際反ロッド側油室2bからリザーバ室5への作動油の流れを許容することになる。また、伸側電磁弁60は、第1伸側通路15を開放する開放流路部60aと、該第1伸側通路15を遮断する遮断部60bとが切り替え自在に構成される。なお、伸側電磁弁60は、閉弁状態、すなわち、遮断部60bに設定される際、作動油により発生する減衰力が無視できる程度の両方向への微小流量の流れを許容してもよい。縮側電磁弁61は、第1縮側通路31を開放する開放流路部61aと、該第1縮側通路31を遮断する遮断部61bとが切り替え自在に構成される。なお、縮側電磁弁61は、閉弁状態、すなわち、遮断部61bに設定される際、作動油により発生する減衰力が無視できる程度の両方向への微小流量の流れを許容してもよい。
鉄道車両が所定速度よりも低速で走行する場合は、伸側電磁弁60は開放流路部60aに設定され、縮側電磁弁61も開放流路部61aに設定される。そして、この状態での、ピストンロッド4の伸び行程及び縮み行程の作用は共に上述した第1の実施形態に係る流体圧緩衝器1aと同じであり、鉄道車両が所定速度よりも低速で走行する場合は、台車と車体とが水平方向へ相対移動しても、ほとんど減衰力は発生しない。
第3実施形態に係る流体圧緩衝器1cでは、伸側電磁弁60は、第1伸側通路15を開放する開放流路部60aと、該第1伸側通路15を遮断する遮断部60bとが切り替え自在に構成される。縮側電磁弁61は、第1縮側通路31を開放する開放流路部61aと、該第1縮側通路31を遮断する遮断部61bとが切り替え自在に構成される。伸側電磁弁60からリザーバ室5間の第1伸側通路15に、副伸側減衰力発生機構である第1副伸側減衰弁65及び第2副伸側減衰弁66が並列に配置される。第2伸側通路16に設けた主伸側減衰弁25の開弁圧と、第1副伸側減衰弁65の開弁圧と、第2副伸側減衰弁66の開弁圧は、主伸側減衰弁25の開弁圧がもっとも低く、次いで第1副伸側減衰弁65の開弁圧、第2副伸側減衰弁66の開弁圧と設定される。また、縮側電磁弁61からリザーバ室5間の第1縮側通路31に、副縮側減衰力発生機構である第1副縮側減衰弁67及び第2副縮側減衰弁68が並列に配置される。第2縮側通路32に設けた主縮側減衰弁36の開弁圧と、第1副縮側減衰弁67の開弁圧と、第2副縮側減衰弁68の開弁圧は第2縮側通路32に設けた主縮側減衰弁36の開弁圧がもっとも低く、次いで第1副縮側減衰弁67の開弁圧、第2副縮側減衰弁68の開弁圧と設定される。また、第3実施形態に係る流体圧緩衝器1cでは、ロッド側油室2aと第1伸側通路15とは通路20にて連通されておらず、当然ながらオリフィス21も設けられていない。同様に、反ロッド側油室2bと第1伸側通路15とは通路22にて連通されておらず、当然ながらオリフィス23も設けられていない。
なお、主伸側減衰弁25の開弁圧と第1副伸側減衰弁65の開弁圧の関係は逆でもよい。また、主縮側減衰弁36と第1副縮側減衰弁67の開弁圧の関係は逆でもよい。
なお、第1副縮側減衰弁67の開弁圧と第2副縮側減衰弁68の開弁圧の関係は逆でもよい。また、第1副縮側減衰弁67の開弁圧と第2副縮側減衰弁68の開弁圧の関係は逆でもよいし、略同圧にして一方の減衰弁が壊れた時でも、他方で減衰力を発生させることが出来るフェールセーフ機構としてもよい。
鉄道車両が所定速度よりも低速で走行する場合は、伸側電磁弁60は開放流路部60aに設定され、縮側電磁弁61も開放流路部61aに設定される。そして、ピストンロッド4の伸び行程時には、シリンダ2内のロッド側油室2aの作動油は、まず第2伸側通路16の主伸側減衰弁25を開弁させてリザーバ室5に流れ、主伸側減衰弁25を開弁させたまま、第1伸側通路15を伸側電磁弁60の開放流路部60aを介して、第1副伸側減衰弁65を開弁させてリザーバ室5に流れ、次に第2副伸側減衰弁66が開弁し、これに応じて伸び側の減衰力が発生する。これと同時に、反ロッド側油室2bは負圧になるために、作動油がリザーバ室5から第3縮側通路33に設けた逆止弁37を介して反ロッド側油室2bへ流れる。
第4実施形態に係る流体圧緩衝器1dでは、伸側電磁弁60からリザーバ室5側の第1伸側通路15に、副伸側減衰力発生機構である第1副伸側減衰弁65及び第2副伸側減衰弁66が並列に配置される。第2伸側通路16に設けた主伸側減衰弁25の開弁圧と、第1副伸側減衰弁65の開弁圧と、第2副伸側減衰弁66の開弁圧の関係は第3実施の形態と同様である。また、縮側電磁弁61からリザーバ室5側の第1縮側通路31に、副縮側減衰力発生機構である第1副縮側減衰弁67及び第2副縮側減衰弁68が並列に配置される。第2縮側通路32に設けた主縮側減衰弁36の開弁圧と、第1副縮側減衰弁67の開弁圧と、第2副縮側減衰弁68の開弁圧の関係は第3実施の形態と同様である。
鉄道車両が所定速度よりも低速で走行する場合は、伸側電磁弁60は開放流路部60aに設定され、縮側電磁弁61も開放流路部61aに設定される。そして、ピストンロッド4の伸び行程時には、シリンダ2内のロッド側油室2aの作動油は、第2伸側通路16の主伸側減衰弁25を開弁させてリザーバ室5に流れ、次に第1伸側通路15を伸側電磁弁60の開放流路部60aを介して、第1副伸側減衰弁65を開弁させてリザーバ室5に流れ、さらに圧力が高まると第2副伸側減衰弁66を開弁させてリザーバ室5に流れ、これに応じて伸び側の減衰力が発生する。ロッド側油室2aの作動油を、オリフィス21に通過させて第1伸側通路15からリザーバ室5に流すことで伸び側の減衰力を発生させてもよい。これと同時に、反ロッド側油室2bは負圧になるために、作動油がリザーバ室5から第3縮側通路33に設けた逆止弁37を介して反ロッド側油室2bへ流れる。
第5実施形態に係る流体圧緩衝器1eでは、ピストン3に、伸側リリーフ弁10及び縮側リリーフ弁11の他に、反ロッド側油室2bとロッド側油室2aとを連通する二つの通路に主伸側減衰弁25及び主縮側減衰弁36がそれぞれ設けられる。また、伸び行程及び縮み行程ともに第1伸側通路15を作動油が流れており、リザーバ室5からロッド側油室2aへの作動油の流れのみを許容する逆止弁27は設けられておらず、伸側電磁弁17の逆止弁17bが設けられている。
鉄道車両が所定速度よりも低速で走行する場合は、伸側電磁弁17は開放流路部17aに設定され、縮側電磁弁35も開放流路部35aに設定される。そして、ピストンロッド4の伸び行程時には、シリンダ2内のロッド側油室2aの作動油は、第1伸側通路15を伸側電磁弁17の開放流路部17aを介してリザーバ室5に流れ、これと同時に、反ロッド側油室2bは負圧になるために、作動油がリザーバ室5から縮側電磁弁35の開放流路部35a及び第3縮側通路33の逆止弁37を介して反ロッド側油室2bへ流れる。
なお、縮側減衰弁70の開弁圧を主縮側減衰弁36より高く、縮側リリーフ弁11より低くしたが、主縮側減衰弁36より低くしてもよく、縮側リリーフ弁11より高くしてもよい。
第6実施形態に係る流体圧緩衝器1fでは、ピストン3に、伸側リリーフ弁10及び縮側リリーフ弁11の他に、ロッド側油室2aと反ロッド側油室2bとを連通する一方の通路に反ロッド側油室2bからロッド側油室2aへの作動油の流れのみを許容する逆止弁72が設けられ、該逆止弁72から反ロッド側油室2b側にオリフィス73が設けられる。他方の通路にオリフィス74が設けられる。主縮側減衰力発生機構がオリフィス73、74に相当して、主伸側減衰力発生機構がオリフィス74に相当する。
鉄道車両が所定速度よりも低速で走行する場合は、伸側電磁弁17は開放流路部17aに設定され、縮側電磁弁35も開放流路部35aに設定される。そして、この状態での、ピストンロッド4の伸び行程及び縮み行程の作用は共に上述した第5実施形態に係る流体圧緩衝器1fと同じであり、鉄道車両が所定速度よりも低速で走行する場合は、台車と車体とが水平方向へ相対移動しても、ほとんど減衰力は発生しない。
第7実施形態に係る流体圧緩衝器1gでは、伸側電磁弁60からリザーバ室5側の第1伸側通路15に、副伸側減衰力発生機構である第1副伸側減衰弁65だけが配置される。第2伸側通路16に設けた主伸側減衰弁25の開弁圧と、第1副伸側減衰弁65の開弁圧は主伸側減衰弁25の開弁圧が低く設定される。また、縮側電磁弁61からリザーバ室5側の第1縮側通路31に、副縮側減衰力発生機構である第1副縮側減衰弁67だけが配置される。第2縮側通路32に設けた主縮側減衰弁36の開弁圧と、第1副縮側減衰弁65の開弁圧は主縮側減衰弁36の開弁圧が低く設定される。
また、前記各実施の形態では、鉄道車両に用いる台車と車体の間に用いられ、レールの設置状態による振動を吸収して台車の蛇行を抑制する横置き型の緩衝器である、いわゆるヨーダンパを例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、鉄道車両であれば、台車と車体の間に用いられ、台車と車体の相対的な振動を減衰する左右動ダンパに用いてもよく、台車の軸ばねに並列に設けられ、レールの設置状態による上下動を減衰する上下動ダンパに用いてもよいし、車体と車体に設けられレールのうねりや風などによる車体間の相対運動を抑制する車体間ダンパに用いてもよい。
さらに、例えば自動車用の油圧緩衝器(この場合は、例えば上、下方向の振動を緩衝する縦置き型緩衝器)に適用してもよく、振動源となる種々の機械、建築物等に用いる緩衝器にも適用することが可能である。
Claims (8)
- 作動流体が封入されたシリンダと、
該シリンダ内に摺動可能に挿嵌されて、前記シリンダ内を伸側室と縮側室との2室に画成するピストンと、
一端側が前記ピストンに連結されて、他端側が前記伸側室を介して前記シリンダの外部に延出したピストンロッドと、
前記シリンダと連通され、内部にガスと作動流体が設けられたリザーバ室と、からなる流体圧緩衝器において、
前記伸側室と前記リザーバ室とを連通して、伸側電磁弁により開閉される伸側通路と、
前記縮側室と前記リザーバ室とを連通して、縮側電磁弁により開閉される縮側通路と、
前記伸側室と前記リザーバ室との間に前記伸側通路と並列に設けられ、前記伸側室からの作動流体に流通抵抗を付与して伸側減衰力を発生する主伸側減衰力発生機構と、
前記縮側室と前記リザーバ室との間に前記縮側通路と並列に設けられ、前記縮側室からの作動流体に流通抵抗を付与して縮側減衰力を発生する主縮側減衰力発生機構と、
を備え、
前記主伸側減衰力発生機構及び前記主縮側減衰力発生機構は、前記ピストンにそれぞれ設けられることを特徴とする流体圧緩衝器。 - 作動流体が封入されたシリンダと、
該シリンダ内に摺動可能に挿嵌されて、前記シリンダ内を伸側室と縮側室との2室に画成するピストンと、
一端側が前記ピストンに連結されて、他端側が前記伸側室を介して前記シリンダの外部に延出したピストンロッドと、
前記シリンダと連通され、内部にガスと作動流体が設けられたリザーバ室と、からなる流体圧緩衝器において、
前記伸側室と前記リザーバ室とを連通して、伸側電磁弁により開閉される伸側通路と、
前記縮側室と前記リザーバ室とを連通して、縮側電磁弁により開閉される縮側通路と、
前記伸側室と前記リザーバ室との間に前記伸側通路と並列に設けられ、前記伸側室からの作動流体に流通抵抗を付与して伸側減衰力を発生する主伸側減衰力発生機構と、
前記縮側室と前記リザーバ室との間に前記縮側通路と並列に設けられ、前記縮側室からの作動流体に流通抵抗を付与して縮側減衰力を発生する主縮側減衰力発生機構と、
を備え、
前記伸側電磁弁または縮側電磁弁の少なくとも一方は、閉弁状態において、開弁時の流動方向と反対方向への流れを許容することを特徴とする流体圧緩衝器。 - 作動流体が封入されたシリンダと、
該シリンダ内に摺動可能に挿嵌されて、前記シリンダ内を伸側室と縮側室との2室に画成するピストンと、
一端側が前記ピストンに連結されて、他端側が前記伸側室を介して前記シリンダの外部に延出したピストンロッドと、
前記シリンダと連通され、内部にガスと作動流体が設けられたリザーバ室と、からなる流体圧緩衝器において、
前記伸側室と前記リザーバ室とを連通して、伸側電磁弁により開閉される伸側通路と、
前記縮側室と前記リザーバ室とを連通して、縮側電磁弁により開閉される縮側通路と、
前記伸側室と前記リザーバ室との間に前記伸側通路と並列に設けられ、前記伸側室からの作動流体に流通抵抗を付与して伸側減衰力を発生する主伸側減衰力発生機構と、
前記縮側室と前記リザーバ室との間に前記縮側通路と並列に設けられ、前記縮側室からの作動流体に流通抵抗を付与して縮側減衰力を発生する主縮側減衰力発生機構と、
を備え、
前記伸側電磁弁または縮側電磁弁の少なくとも一方は、閉弁状態において、微小流量の流れを許容することを特徴とする流体圧緩衝器。 - 作動流体が封入されたシリンダと、
該シリンダ内に摺動可能に挿嵌されて、前記シリンダ内を伸側室と縮側室との2室に画成するピストンと、
一端側が前記ピストンに連結されて、他端側が前記伸側室を介して前記シリンダの外部に延出したピストンロッドと、
前記シリンダと連通され、内部にガスと作動流体が設けられたリザーバ室と、からなる流体圧緩衝器において、
前記伸側室と前記リザーバ室とを連通して、伸側電磁弁により開閉される伸側通路と、
前記縮側室と前記リザーバ室とを連通して、縮側電磁弁により開閉される縮側通路と、
前記伸側室と前記リザーバ室との間に前記伸側通路と並列に設けられ、前記伸側室からの作動流体に流通抵抗を付与して伸側減衰力を発生する主伸側減衰力発生機構と、
前記縮側室と前記リザーバ室との間に前記縮側通路と並列に設けられ、前記縮側室からの作動流体に流通抵抗を付与して縮側減衰力を発生する主縮側減衰力発生機構と、
を備え、
前記流体圧緩衝器は鉄道車両に用いられ、前記伸側電磁弁及び前記縮側電磁弁は前記鉄道車両が所定速度よりも高速のときに閉弁し、前記鉄道車両が所定速度よりも低速のときに開弁することを特徴とする流体圧緩衝器。 - 前記伸側通路に、副伸側減衰力発生機構を設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の流体圧緩衝器。
- 前記縮側通路に、副縮側減衰力発生機構を設けたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の流体圧緩衝器。
- 前記主伸側減衰力発生機構と並列に、前記リザーバ室から前記伸側室への流れを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の流体圧緩衝器。
- 前記主縮側減衰力発生機構と並列に、前記リザーバ室から前記縮側室への流れを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の流体圧緩衝器。
Priority Applications (1)
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