JP5776878B2

JP5776878B2 - 流体封入弁装置

Info

Publication number: JP5776878B2
Application number: JP2011053737A
Authority: JP
Inventors: 英雄水越
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: JP2012189154A

Description

本発明は、閉じた流体回路に対し流体を充填するための流体封入弁装置に関し、特に、車両前後の左右の車輪間に支持されるスタビライザバーによって車両のローリング運動を抑制し得るスタビライザ制御装置に好適な流体封入弁装置に係る。

車両のローリング運動を抑制する装置としては、一般的に、車両の左右車輪間にトーションバーが配設されたスタビライザ制御装置が知られており、トーションバーはスタビライザバーと呼ばれている。これによれば左右車輪間のサスペンションストロークに相対的な変位差が発生したときにねじりばねとして作用し、車両のローリング運動を抑制することができ、下記の特許文献１及び２には、一般的なスタビライザ制御装置の構成が開示されている。これらの装置は、流体を所定圧に維持するアキュムレータは備えているが、流体圧力源を備えておらず、閉じた流体回路で構成されているので、この流体回路への流体充填時に連通状態とする常閉の流体封入弁装置が配設されている。

例えば、特許文献１の段落〔００２５〕に「連通路３０には封入栓５１及び５２が介装されており、これらを介して連通路３０内、ひいては圧力室Ｃ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ２ａ及びＣ２ｂ内に、所定の圧力に加圧した加圧流体として、システム油が封入される。これらの封入栓５１及び５２は、システム油封入後、油交換時等のほかは閉位置に保持される。」と記載されているように、流体封入弁装置として封入栓が設けられている。また、特許文献２に記載の装置には、一般的に流体充填時に連通状態とする常閉の遮断弁（本願の図５にＣＶで示し、これについては後述する）が配設されると共に、流体充填用の充填弁（本願の図５にＦＶで示す）が配設される。尚、充填弁は市販され一般的に使用されているものと同様であるので説明は省略するが、必ずしも、上記流体回路内の流体圧に対抗し得る耐圧設計がなされているものではないので、上記の遮断弁が別途必要とされる。

同様に、下記の特許文献３においても、その段落〔００２４〕に「給油ポートユニット２３を構成するコック２３ａ、カプラ２３ｂを介して、給油機（図示なし）に連結されている。そして、油圧回路２０内には、該給油機から油が供給される。」と記載されているように、特許文献３の図２に示すコック２３ａが上記の遮断弁（カット弁）に相当し、カプラ２３ｂが上記の充填弁に相当する。これらのコック２３ａ及びカプラ２３ｂを具体的な構成で表すと、夫々、本願の図６に示す遮断弁ＣＶ及び充填弁ＦＶに対応するものとなり、二部品で構成され、個別に配置されることになる。

特開２００７−１３７１５３号公報特開２００９−２７４５９７号公報特開２００５−６７５６０号公報

上記の特許文献１乃至３に記載の装置は何れも、前述のように、流体圧力源を備えていない閉じた流体回路で構成されているので、車両組立時、あるいは市場での部品交換時に、外部の設備（流体供給源）から当該流体回路内に流体が充填されるように構成されている。このため、特許文献１では封入栓が設けられており、特許文献２では省略されているが遮断弁及び充填弁が配設されており、特許文献３においては、流体充填用の充填弁（カプラ２３ｂ）に対し装置内の流体圧が直接付与されることがないように、その下流側（シリンダ側）に遮断弁（コック２３ａ）が配設されている。このように充填弁及び遮断弁が夫々独立して設けられているので、大型となっている。特に、流体充填時のみの利用に供される充填弁について、その配置及び構成に配慮せざるを得ず、装置の小型化、低コスト化を困難としている。

そこで、本発明は、スタビライザ制御装置等における閉じた流体回路に対し流体を充填するための流体封入弁装置に関し、小型且つ安価な構造とすることを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、閉じた流体回路に対し流体を充填するための流体封入弁装置であって、前記流体回路に介装し前記流体回路への流体充填時に連通状態とする常閉の遮断弁と、該遮断弁と一体的に配設し、当該遮断弁が連通状態にあるときに当該遮断弁を介して前記流体回路に流体を充填する充填弁を備えた流体封入弁装置において、前記流体回路に連通する供給路を有し、前記遮断弁が、前記供給路を閉塞するように着座可能に配置する弁体を備え、該弁体が離座したときには前記供給路を介して前記流体回路に連通する弁室を有し、該弁室に連通するように前記充填弁を前記遮断弁に接合し、当該弁室を介して前記充填弁から前記供給路に前記流体を充填し得るように構成したものである。

更に、前記流体回路に介装され、前記弁室に連通接続するアキュムレータを備えたものとし、前記弁体が前記供給路から離座したときには前記弁室を介して前記流体回路と前記アキュムレータが連通するように構成するとよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明の流体封入弁装置においては、閉じた流体回路への流体充填時に必要とされる充填弁が、遮断弁と一体的に配設されており、流体回路に連通する供給路を有し、遮断弁が、供給路を閉塞するように着座可能に配置する弁体を備え、該弁体が離座したときには供給路を介して流体回路に連通する弁室を有し、該弁室に連通するように充填弁を遮断弁に接合し、当該弁室を介して充填弁から供給路に流体を充填し得るように構成されているので、小型且つ安価な装置とすることができる。

本発明の一実施形態に係る流体封入弁装置を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係る流体封入弁装置を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係る流体封入弁装置を備えたスタビライザ制御装置を示す断面図である。一般的なスタビライザ制御装置の構成を示すブロック図である。一般的なスタビライザ制御装置の全体構成を示す斜視図である。スタビライザ制御装置に供される従来の遮断弁及び充填弁の断面図である。

以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。先ず、一般的なスタビライザ制御装置及びこれに供される従来の遮断弁及び充填弁の構成について、図４、図５及び図６を参照して説明する。図５において、車両の左右前方の車輪ＦＬ及びＦＲに前輪側スタビライザバーＦＳの両端が支持され、その中間部が左右２箇所の支持部でマウントＦＭ１及びＦＭ２を介して車体（図示せず）に支持される。本実施形態においては、これらの支持部の一つである左側のマウントＦＭ１と車体との間に前輪側シリンダＦＣが介装されている。同様に、車両の左右後方の車輪ＲＬ及びＲＲに後輪側スタビライザバーＲＳの両端が支持され、その中間部が左右２箇所の支持部でマウントＲＭ１及びＲＭ２を介して車体（図示せず）に支持される。そして、前輪側シリンダＦＣと同じ左側のマウントＲＭ１と車体との間に後輪側シリンダＲＣが介装されている。これら前輪側シリンダＦＣ及び後輪側シリンダＲＣは制御弁装置（メカニカルコントロールバルブ）ＭＶに連通接続され、制御弁装置ＭＶはアキュムレータＡＣＣに連通接続されている。

上記の前輪側シリンダＦＣ、後輪側シリンダＲＣ及び制御弁装置ＭＶを含む構成と相互の接続関係を図４に示し、前輪側シリンダＦＣは、前輪側スタビライザバーＦＳに（図５のマウントＦＭ１を介して）一端を支持する第１のピストンＰ１、及び第１のピストンＰ１を介して車両上方側の圧力室Ｕ１及び車両下方側の圧力室Ｌ１を形成し車体（図示せず）に支持する第１のハウジングＨ１を有する。同様に、後輪側シリンダＲＣは、後輪側スタビライザバーＲＳに（図５のマウントＲＭ１を介して）一端を支持する第２のピストンＰ２、及び第２のピストンＰ２を介して車両上方側の圧力室Ｕ２及び車両下方側の圧力室Ｌ２を形成し車体（図示せず）に支持する第２のハウジングＨ２を有する。そして、車両上方側の圧力室Ｕ１と圧力室Ｕ２が上方側連通路ＵＰによって連通接続されると共に、車両下方側の圧力室Ｌ１と圧力室Ｌ２が下方側連通路ＬＰによって連通接続され、閉じた流体回路が構成されている。

上方側連通路ＵＰと下方側連通路ＬＰとの間にはリリーフ弁ＲＶが介装されており、常時は両者間が遮断状態とされているが、上方側連通路ＵＰ及び下方側連通路ＬＰ側の圧力がアキュムレータＡＣＣ（連通路ＡＢ）側の圧力より所定圧以上大となったときには、連通状態とされるように構成されている。また、制御弁装置ＭＶは、上方側連通路ＵＰと下方側連通路ＬＰとの間の連通を断続制御するものであるが、これについては後述する。

更に、図４に示すように、リリーフ弁ＲＶ及び制御弁装置ＭＶをバイパスして上方側連通路ＵＰ及び下方側連通路ＬＰとアキュムレータＡＣＣの連通路ＡＢとを連通接続するバイパス流路ＢＵ及びＢＬが設けられており、これらのバイパス流路ＢＵ及びＢＬは、図３に示す制御弁装置ＭＶ及びリリーフ弁ＲＶの環状流路ＢＭ及びＢＲを含む。そして、バイパス流路ＢＵ及びＢＬの夫々に、遮断弁（カットバルブ）ＣＶが介装されている。この遮断弁ＣＶは、常時は遮断状態とされており、外部流体供給源（図示せず）による流体充填時、例えば上方側連通路ＵＰ及び下方側連通路ＬＰ側からバイパス流路ＢＵ又はＢＬ及び連通路ＡＢを介してアキュムレータＡＣＣに流体が充填されるときには連通状態とされる。尚、ブリーダＢＤは上記の流体充填時に流体回路内の空気を排出するものであり、圧力センサＰは流体回路内の圧力を検出するものである。

そして、図５に示すように、上方側連通路ＵＰ及び下方側連通路ＬＰの各々には、例えば図６に示す構造の遮断弁ＣＶ及び充填弁ＦＶが配設されている。これらは、夫々、前掲の特許文献３に示すコック２３ａ及びカプラ２３ｂに相当するもので、充填弁ＦＶに対し装置内の流体圧が直接付与されることがないように、その下流側（上記の流体回路側）に遮断弁ＣＶが配設されている。

一般的に、上記のような閉じた流体回路に対し流体を充填するためには、例えば図６に示す充填弁ＦＶ及び遮断弁ＣＶが必要となるが、本発明の一実施形態においては、図１に示すように、小型で軽量な流体封入弁装置１が構成されている。即ち、閉じた流体回路ＦＰ（例えば図４及び図５に示す上方側連通路ＵＰ又は下方側連通路ＬＰ）に、図１に示すハウジング２が介装され、このハウジング２に遮断弁１０が螺着されており、この遮断弁１０が連通状態にあるときに遮断弁１０を介して流体回路ＦＰに流体を充填するための充填弁２０が一体的に配設されて、流体封入弁装置１が構成されている。

ハウジング２には、流体回路ＦＰに連通する供給路２ａが設けられており、この供給路２ａを閉塞するように遮断弁１０の弁体１１が着座可能に配置され、弁体１１が離座したときには供給路２ａを介して流体回路ＦＰに連通する弁室１２が形成されている。弁体１１には横孔１１ａ及び縦孔１１ｂが形成されており、これらの横孔１１ａ及び縦孔１１ｂを介して弁室１２に連通するように、充填弁２０が接合されている。而して、外部流体供給源（図示せず）から充填弁２０に流体が供給されると、遮断弁１０の横孔１１ａ及び縦孔１１ｂ、弁室１２並びに供給路２ａを介して流体回路ＦＰ内に流体が充填される。尚、図１は遮断弁１０が開位置の連通状態を示しているが、（流体充填時を除く）常時は弁体１１が供給路２ａに着座し、常閉の遮断弁１０が構成され、供給路２ａは閉塞状態とされている。

図２は本発明の他の実施形態に係る流体封入弁装置を示すもので、図３（及び図４）に示すスタビライザ制御装置に供することができる。図２の実施形態においては、上方側連通路ＵＰ又は下方側連通路ＬＰ（バイパス流路ＢＵ又はＢＬ）に連通接続される供給路２ａのほかに、アキュムレータＡＣＣ（連通路ＡＢ）に連通接続される供給路２ｂが形成されているが、遮断弁１０及び充填弁２０は図１に示す構造と実質的に同一であるので、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。図２に示す遮断弁１０は図１と同様、開位置の連通状態にあり、外部流体供給源（図示せず）から充填弁２０に流体が供給されると、遮断弁１０の横孔１１ａ及び縦孔１１ｂ、弁室１２並びに供給路２ａ及び２ｂを介して、上方側連通路ＵＰ及び下方側連通路ＬＰ並びにアキュムレータＡＣＣに流体が充填される。

そして、充填後は、図３に示すように、弁体１１が供給路２ａに着座して供給路２ａが閉塞状態とされ、供給路２ｂとの連通が遮断される。尚、供給路２ｂは常時、弁室１２、横孔１１ａ及び縦孔１１ｂと連通しているが、これらは充填弁２０によって閉塞状態とされている。この結果、充填弁２０には供給路２ｂ内の流体圧が付与されることになるが、これはアキュムレータＡＣＣ側の圧力であり、充填弁２０の耐圧未満である。もっとも、供給路２ａの閉塞時に、弁体１１の側壁面によって供給路２ｂとの連通を遮断するように構成してもよい。

次に、図３（及び図４）に示すスタビライザ制御装置の作動を説明すると、制御弁装置ＭＶは、上方側連通路ＵＰと下方側連通路ＬＰとの間の連通を断続制御するもので、図４に示す中立位置にあるときには、制御弁装置ＭＶを介して上方側連通路ＵＰ（圧力室Ｕ１及び圧力室Ｕ２）、下方側連通路ＬＰ（圧力室Ｌ１及び圧力室Ｌ２）及びアキュムレータＡＣＣが連通しており、所定の圧力に加圧された流体が充填されている。即ち、図４は車両上方側の圧力室Ｕ１及び圧力室Ｕ２内の圧力（Ｐｕとする）、車両下方側の圧力室Ｌ１及び圧力室Ｌ２内の圧力（Ｐｌとする）、及びアキュムレータＡＣＣ内の圧力（Ｐａとする）が等しいときの状態（Ｐｕ＝Ｐａ＝Ｐｌ）である。

この状態から、車両上方側の圧力室Ｕ１及び圧力室Ｕ２内の圧力が高圧側となり、Ｐｕ＞Ｐａ＞Ｐｌの関係となると、上方側連通路ＵＰ（圧力室Ｕ１及び圧力室Ｕ２）、下方側連通路ＬＰ（圧力室Ｌ１及び圧力室Ｌ２）及びアキュムレータＡＣＣの相互の連通が遮断される。逆に、車両下方側の圧力室Ｌ１及び圧力室Ｌ２内の圧力が高圧側となってＰｕ＜Ｐａ＜Ｐｌの関係となると、制御弁装置ＭＶによって上方側連通路ＵＰ（圧力室Ｕ１及び圧力室Ｕ２）、下方側連通路ＬＰ（圧力室Ｌ１及び圧力室Ｌ２）及びアキュムレータＡＣＣの相互の連通が遮断される。このように、第１の圧力室Ｃ１内の圧力と第２の圧力室Ｃ２内の圧力が異なるときには制御弁装置ＭＶによって上方側連通路ＵＰ、下方側連通路ＬＰ及びアキュムレータＡＣＣの相互の連通が遮断される。而して、車両が旋回するときには、第１の圧力室Ｃ１内の圧力と第２の圧力室Ｃ２内の圧力が異なる状態となり、制御弁装置ＭＶによって上方側連通路ＵＰ、下方側連通路ＬＰ及びアキュムレータＡＣＣの相互の連通が遮断され、上方側連通路ＵＰ及び下方側連通路ＬＰ内の流体移動が生じないので、前輪側スタビライザバーＦＳと後輪側スタビライザバーＲＳは夫々所期のスタビライザ機能を発揮し、車体のローリング運動を抑制することができる。

これに対し、車両（図示せず）が直進走行状態にあって、路面に対し実質的に平行に上下動する場合には、上方側連通路ＵＰ、下方側連通路ＬＰ及びアキュムレータＡＣＣが制御弁装置ＭＶを介して連通し、流体が自由に移動し得る状態となり、流体の熱膨張及び熱収縮はアキュムレータＡＣＣで適切に吸収される。このとき、前輪側スタビライザバーＦＳ及び後輪側スタビライザバーＲＳは前輪側シリンダＦＣ及び後輪側シリンダＲＣに拘束されることなく、スタビライザ機能を発揮しない。また、悪路走行時に車両の前後で前輪側シリンダＦＣ及び後輪側シリンダＲＣのピストンＰ１及びＰ２の上下移動が異なるときには、上方側連通路ＵＰ及び下方側連通路ＬＰ内を流体が移動するので前輪側スタビライザバーＦＳ及び後輪側スタビライザバーＲＳはスタビライザ機能を発揮することなく、各車輪に対し大きなストロークが確保される。

１流体封入弁装置
２ハウジング
２ａ，２ｂ供給路
１０遮断弁
２０充填弁
ＦＳ前輪側スタビライザバー
ＲＳ後輪側スタビライザバー
ＦＣ前輪側シリンダ
ＲＣ後輪側シリンダ
Ｈ１，Ｈ２ハウジング
ＦＰ流体回路
ＵＰ上方側連通路
ＬＰ下方側連通路
ＡＣＣアキュムレータ
Ｃ１第１の圧力室
Ｃ２第２の圧力室
ＭＶ制御弁装置
ＲＶリリーフ弁
ＣＶ遮断弁
ＦＶ充填弁

Claims

閉じた流体回路に対し流体を充填するための流体封入弁装置であって、前記流体回路に介装し前記流体回路への流体充填時に連通状態とする常閉の遮断弁と、該遮断弁と一体的に配設し、当該遮断弁が連通状態にあるときに当該遮断弁を介して前記流体回路に流体を充填する充填弁を備えた流体封入弁装置において、前記流体回路に連通する供給路を有し、前記遮断弁が、前記供給路を閉塞するように着座可能に配置する弁体を備え、該弁体が離座したときには前記供給路を介して前記流体回路に連通する弁室を有し、該弁室に連通するように前記充填弁を前記遮断弁に接合し、当該弁室を介して前記充填弁から前記供給路に前記流体を充填し得るように構成したことを特徴とする流体封入弁装置。
前記流体回路に介装され、前記弁室に連通接続するアキュムレータを備え、前記弁体が前記供給路から離座したときには前記弁室を介して前記流体回路と前記アキュムレータが連通するように構成したことを特徴とする請求項１記載の流体封入弁装置。