JPS6340675Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は車両あるいは産業機器等の振動防止
等に用いて好適な油圧緩衝装置に関する。

この種の油圧緩衝装置として、従来、オイルダ
ンパが広く用いられている。しかし、従来のオイ
ルダンパは振動を減衰させる減衰力が一定であ
り、このため、特定の共振点における振動を減衰
させる機能は有しているが、共振点をはずれた振
動に対しては逆に防振効果を低下させるという欠
点があつた。

そこでこの考案はいずれの種類の振動に対して
も常に充分な防振効果を発揮することができる油
圧緩衝装置を提供するもので、被防振物体に取付
けられたオイルダンパの減衰力特性を、被防振物
体の振動状態に応じて自動的に変化させるように
したものである。

以下、図面を参照しこの考案の一実施例につい
て説明する。第１図はこの考案による油圧緩衝装
置の全体構成を示すブロツク図である。この図に
おいて１は被防振物体であり、この被防振物体の
下面および取付台２の間にはコイルバネ３および
オイルダンパ４が介挿され、また、その上面には
被防振物体１の振動状態（例えば振動周波数）を
検出する振動センサ５が取付けられている。上記
オイルダンパ４には、オイルダンパ４の減衰力特
性を制御する制御機構４ａが付設されている。こ
の制御機構４ａはその給気口へ供給される空気圧
に基づいてオイルダンパ４の減衰力特性を制御す
るもので、給気口へ供給される空気圧を検出する
圧力センサを有し、この圧力センサの出力が制御
部６へ供給される。制御部６は振動センサ５の出
力および上記圧力センサの出力に基づいて制御信
号Ｓを作成し、空気圧サーボ弁７へ出力する。サ
ーボ弁７は信号Ｓに対応する空気圧を制御機構４
ａの給気口へ供給する。

次に、第２図イ，ロは各々サーボ弁７の構成を
示す平断面図および正面図である。これらの図に
おいて符号９はサーボ弁本体であり、この本体９
の中央部には前後方向に貫通する流体室１０が形
成されている。この流体室１０は、流体室１２
と、円筒状の流体室１３〜１５とからなり、その
前面はダイヤフラム膜１６によつて外気と仕切ら
れ、また、その後面にはキヤツプ１７が取付けら
れている。また、流体室１２はダイヤフラム膜１
８によつて前部流体室１２ａと後部流体室１２ｂ
とに２分されている。そして、圧縮空気が供給さ
れる給気ポート２０が流体室１４および１２ａに
連通され、出力ポート２１が流体室１３および１
５に連通され、排気ポート２２が流体室１２ｂに
連通されている。

次に、符号２４はノズル部であり、ノズル２
５、突出部２６、摺動部２７を有して構成されて
いる。ノズル２５の先端は流体室１２ａに連通さ
れ、突出部２６にはダイヤフラム膜１８が取付け
られ、また、摺動部２７は流体室１３内に気密状
態で嵌装されている。また、このノズル部２４の
後部には流体室１２ｂと１３とを連通する流路２
８が形成されている。

符号３０は案内弁であり、この案内弁３０は第
１弁体３１、摺動部３２、第２弁体３３を有して
構成されている。第１弁体３１は上記流路２８の
後端開口部に気密状態で係合し得るようになつて
おり、摺動部３２は流体室１４に気密状態で嵌装
され、また、第２弁体３３は流体室１４の後端開
口部に気密状態で係合し得るようになつている。
また、第２弁体３３および前述したキヤツプ１７
間にバネ３４が介挿されており、案内弁３０はこ
のバネ３４により前方へ付勢されている。

一方、上述したサーボ弁本体９の右側方には、
永久磁石３９と、この永久磁石３９内に挿入さ
れ、制御信号Ｓ（第１図）が供給されるコイル４
０と、このコイル４０に取付けられた係止部材４
１とからなるトルクモータ４２が設けられ、上記
係止部材４１の棒状突起４１ａの先端がアーマチ
ユア４３に取付けられている。アーマチユア４３
は、その右端部が軸４４に前後方向回動自在に取
付けられ、また、その中央部がバネ４５を介して
係止板４６に係止されている。このアーマチユア
４３の左端部にはフラツパ４８の右端部が取付け
られ、このフラツパ４８の左端部が前述したノズ
ル２５の先端に対向配置されている。

以上の構成において、制御信号Ｓが零の場合は
フラツパ４８が基準位置（第２図に示す位置）に
あり、また、第１弁体３１および流路２８の後端
開口部、第２弁体３３および流体室１４の後端開
口部が各々係合されている。ここで、例えば正の
制御信号Ｓがコイル４０へ供給されると、コイル
４０が永久磁石３９の内部へ吸引され、したがつ
て、フラツパ４８の左端部がノズル２５の先端に
近づく。これにより、流体室１２ａ内の背圧が上
昇し、ノズル部２４および案内弁３０がバネ３４
の反発力に抗して後方へ移動し、第２弁体３３と
流体室１４との間が開く。この結果、給気ポート
２０へ供給された空気が流体室１４，１５、出力
ポート２１を通して制御機構４ａ（第１図）へ供
給され、制御機構４ａ内の空気圧が上昇する。一
方、負の制御信号Ｓがコイル４０へ供給される
と、フラツパ４８がノズル２５の先端から離れ、
流体室１２ａの背圧が減少する。この結果、流体
室１２ａの背圧が出力ポート２１およびこれに連
結された流路内の圧力より少となり、ノズル部２
４が前方へ移動する。これにより、制御機構４ａ
内の空気が出力ポート２１、流路２８、流体室１
２ｂを通して排気ポート２２から排気され、制御
機構４ａ内の空気圧が減少する。

次に、第３図はオイルダンパ４および制御機構
４ａの構成を示す断面図であり、この図に示すよ
うに、オイルダンパ４は２重シリンダの構造をな
す。すなわち、図において符号５１，５２は各々
外筒および内筒であり、内筒５２内にピストン５
３が摺動自在に嵌装され、このピストン５３によ
つて内筒５２の内部が第１シリンダ室５４と第２
シリンダ室５５とに２分されている。また、外筒
５１および内筒５２の間に油溜５６が形成されて
いる。ピストン５３および内筒５２の底板５７に
は各々逆止弁５９，６０が設けられ、第１シリン
ダ室５４および第２シリンダ室５５の間が逆止弁
５９を介して、また、第２シリンダ室５５および
油溜５６の間が逆止弁６０を介して各々連通され
ている。また、第１シリンダ室５４はオリフイス
５８を介して油溜５６に連通されている。ピスト
ン５３に取付けられたピストンロツド６１の先端
および外筒５１の底板６２には各々取付部６３，
６４が形成され、これらの取付部６３，６４が
各々、第１図に示す被防振物体１および取付台２
に取付けられる。なお、符号６５はキヤツプであ
る。また、ピストンロツド６１の断面積はピスト
ン５３の断面積の1/2となつている。

上記外筒５１の側面には制御機構４ａが付設さ
れている。この制御機構４ａは油室６８および空
気室６９を有し、油室６８および第１シリンダ室
５４間が流路７０を介して連通され、油室６８お
よび油溜５６の間が流路７１を介して連通されて
いる。上記油室６８および空気室６９を仕切る壁
面７２には、調圧弁７３が摺動自在に、かつ気密
状態で嵌装され、この調圧弁７３の左端面が流路
７０の開口端部に形成された弁座７５に気密状態
で当接し得るようになつている。また、調圧弁７
３の右端部には大径部７３ａが形成され、この大
径部７３ａと空気室６９の周壁との間にダイヤフ
ラム膜７７が取付けられ、このダイヤフラム膜７
７によつて、空気室６９が第１空気室６９ａと第
２空気室６９ｂとに２分されている。上記第１空
気室６９ａの壁面には、給気口７８が設けられる
と共に、空気室６９ａ内の空気圧を検出する圧力
センサ７９が取付けられ、また、第２空気室６９
ｂの壁面には排気口８０が形成されている。そし
て、上記圧力センサ７９の出力が第１図に示す制
御部６へ供給される。また、上述した調圧弁７３
の大径部７３ａおよび壁面７２の間にバネ８１が
介挿され、このバネ８１によつて弁体７３が図に
示す矢印Ｘ方向へ付勢されている。

以上の構成において、第１空気室６９ａへ給気
口７８を介して所定の空気圧が供給されると、調
圧弁７３がバネ８１の付勢力に抗して図に示す矢
印Ｙ方向へ移動し、その左端面が弁座７５に当接
する。この状態において、ピストンロツド６１が
矢印Ｙ方向へゆつくり移動すると、逆止弁５９が
閉状態、逆止弁６０が開状態となり、第１シリン
ダ室５４内の油がオリフイス５８を通して油溜５
６に流入し、また油溜５６内の油が逆止弁６０を
通して第２シリンダ室５５内に流入する。次に、
ピストンロツド６１が矢印Ｙ方向へ高速で移動す
ると、第１シリンダ室５４内の油の圧力が上昇す
る。そして、第１シリンダ室５４内の油の圧力お
よびバネ８１の付勢力の和が第１空気室６９ａ内
の空気圧を越えると、調圧弁７３と弁座７５との
間が開き、第１シリンダ室５４内の油が流路７０
および油室６８を通して油溜５６に流入する。ま
た油溜５６内の油は逆止弁６０を通して第２シリ
ンダ室５５へ流入する。ここで、被防振物体１の
振動に対する減衰力は油の移動抵抗によつて決ま
り、したがつて、第１空気室６９ａ内の空気圧を
変えることにより、減衰力を変えることができ
る。一方、ピストンロツド６１が矢印Ｘ方向へ移
動する場合は、逆止弁５９，６０が各々開状態、
閉状態となり、第２シリンダ室５５内の油が逆止
弁５９を介して第１シリンダ室５４へ流入し、こ
の時の油の移動抵抗が減衰力として働く。なお、
第４図にオイルダンパ４の減衰力特性を示す。こ
の図において、たて軸は減衰力Ｗ、横軸はピスト
ン５３の移動速度Ｖであり、曲線l₁〜l₅は各々第
１空気室６９ａ内の空気圧を変えた場合における
減衰力特性曲線である。なお、曲線l₁は空気圧が
最も高い場合、曲線l₅は最も低い場合である。

次に、上述した第１図〜第３図に示す油圧緩衝
装置の全体動作について説明する。

制御部６に電源が投入されると、制御部６は、
まず振動センサ５の出力に基づいて被防振物体１
の振動状態を検出し、検出した振動状態に対応す
る指令信号を決定する。次いで、この指令信号と
圧力センサ７９（第３図）の出力との差に対応す
る制御信号Ｓをサーボ弁７のコイル４０へ出力す
る。いま、例えば正の制御信号Ｓがサーボ弁７へ
出力されたとすると、サーボ弁７のフラツパ４８
がノズル２５に近づき、弁体３３と流体室１４と
の間が開き、給気ポート２０へ供給される空気が
制御機構４ａの空気室６９ａへ導入され、空気室
６９ａ内の圧力が上昇する。そして、この空気室
６９ａ内の圧力が指令信号に対応する圧力に達
し、これにより、オイルダンパ４の減衰力が指令
信号に対応する値になると、指令信号と圧力セン
サ７９の出力との差が零になり、したがつて、制
御信号Ｓが零となり、フラツパ４８が基準位置に
戻り、弁体３３と流体室１４との間が閉じられ
る。一方、空気室６９ａ内の圧力が指令信号に対
応する圧力より高い場合は、制御部６から負の制
御信号Ｓが出力され、フラツパ４８がノズル２５
から離れ、これにより空気室６９ａ内の圧力が減
少する。そして、空気室６９ａ内の圧力が指令信
号に対応する圧力に達すると、制御信号Ｓが零と
なり、フラツパ４８が基準位置に戻る。次に、被
防振物体１の振動状態が変化した場合、制御部６
は変化後の振動状態に対応する指令信号を決定
し、この指令信号と圧力センサ７９との差に対応
する制御信号Ｓをサーボ弁７へ出力する。これに
より、制御機構４ａの空気室６９ａ内の圧力が指
令信号に対応した圧力に変化し、したがつて、オ
イルダンパ４の減衰力が指令信号に対応した値に
変化する。

以上説明したように、この考案によれば被防振
物体に取付けられたオイルダンパの減衰力特性
を、被防振物体の振動状態に応じて変化させるよ
うにしたので、被防振物体の振動状態が種々変化
した場合においても、常に充分な防振効果を得る
ことができる。また、この考案によれば、空気圧
制御を用いているので、油圧制御に比較し、取扱
いが容易になるとともに、調圧弁に設けられたダ
イヤフラムに背圧を与える空気室の圧力を前記弁
によつてサーボ制御することになるから、バイパ
ス路が見掛け上制御ループの外に出ることにな
り、油圧制御用のサーボ弁に比して安価かつ簡便
な空圧制御用のサーボ弁を利用して制御すること
ができ、制御の応答性向上と、装置のコストダウ
ンとを図ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の全体構成を示す
ブロツク図、第２図イ，ロは各々第１図における
サーボ弁７の構成を示す平断面図および正面図、
第３図は第１図におけるオイルダンパ４および制
御機構４ａ構成を示す断面図、第４図はオイルダ
ンパ４の減衰力特性を示す図である。 １……被防振物体、４……オイルダンパ、４ａ
……制御機構、５……振動センサ、６……制御
部、７……サーボ弁、７８……給気口、７９……
圧力センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 物体の振動を防止する油圧緩衝装置において、
   内筒および外筒からなる二重構造を有するととも
   に、前記内筒に往復動自在に設けられたピストン
   により画成された２室をバイパス路によつて互い
   に連通させて構成されたオイルダンパと、前記バ
   イパス路の途中に設けられてこれを開閉するとと
   もに、バイパス路内の流体圧力によつて開放方向
   へ変位する調圧弁と、該調圧弁を操作するダイヤ
   フラムを付勢することにより、前記バイパス路を
   閉じる方向に調圧弁を変位させる空気室と、該空
   気室の圧力を調整するサーボ弁と、該空気室の圧
   力を検出する圧力センサおよび前記物体の振動を
   検出する振動センサからの信号に基づいて前記サ
   ーボ弁を制御する制御部とから構成され、該制御
   部は、前記振動センサからの信号に基づいて前記
   空気室に設定すべき圧力に対応する指令信号を算
   出するとともに、前記圧力センサから供給される
   圧力信号と前記指令信号との差を零にすべく前記
   サーボ弁に制御信号を供給することを特徴とする
   油圧緩衝装置。