説明

減衰バルブ

【課題】弁体の発振を抑制して緩衝器に安定した減衰力を発生させることができる減衰バルブを提供する。
【解決手段】緩衝器D内に形成される二つの室の一方の室R1を上流とし他方の室Rを下流として当該一方の室R1へ連通されるとともに途中に弁座4を有する弁孔3を備えたハウジング2と、弁孔3内に軸方向に移動自在に挿入されて弁座4に離着座する弁体5と、弁孔3の側方から開口して他方の室Rへ連通する連通孔11と、弁体5を弁座4側へ向けて附勢する附勢部材6とを備えた減衰バルブ1において、弁孔3内に収容されて内方に弁体5を収容して弁孔3内周との間に連通孔11に通じる環状部屋を区画する筒状のカラー7を設け、当該カラー7に上記環状部屋とカラー7内とを連通する絞り孔8を設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、減衰バルブの改良に関する。
【背景技術】
【0002】
減衰バルブは、緩衝器の伸縮に伴う作動流体の流れに抵抗を与えて緩衝器に減衰力を発揮させるものであるが、たとえば、複筒型緩衝器におけるシリンダとシリンダとの間にリザーバを形成する外筒の双方の端部に嵌合してシリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンに連結されるピストンロッドを軸支するロッドガイドに組み込まれたりピストンに組み込まれたりして使用される。
【0003】
たとえば、複筒型緩衝器のロッドガイドに組み込まれる減衰バルブにあっては、上記ロッドガイドに設けられて上流側となるシリンダ内と下流側となるリザーバとに連通される弁孔と、弁孔の内周に設けた弁座と、弁孔内に軸方向に移動自在に挿入される弁体と、弁体を弁座側へ向けて附勢するコイルばねとを備えている(たとえば、特許文献1参照)。
【0004】
また、複筒型緩衝器は、シリンダ内に作動流体が充填されるロッド側室とピストン側室を区画するとともに上記ピストンロッドに連結されるピストンと、ピストン側室からロッド側室へ向かう作動流体の流れのみを許容する逆止弁と、リザーバからピストン側室へ向かう作動流体の流れのみを許容する吸込弁を備えており、上記弁孔は、シリンダ内のロッド側室とリザーバとを連通するようになっている。
【0005】
この複筒型緩衝器は、伸長しても収縮してもシリンダ内から弁孔を介してリザーバへ作動流体を排出するようになっており、いずれにしても減衰バルブでシリンダ内からリザーバへ向かう作動流体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮するようになっている。なお、伸長時にはシリンダ内で不足する作動流体が吸込弁を介してシリンダ内に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2002−349629号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
この従来の減衰バルブにあっては、弁体がコイルばねによって附勢されており、このコイルばねの初期荷重によって開弁圧が調節されるとともに、コイルばねのばね定数によって複筒型緩衝器における減衰特性を調節することができるようになっている。
【0008】
しかしながら、このようにコイルばねで弁体を附勢する減衰バルブにあっては、複筒型緩衝器が高速作動を呈すると、つまり、複筒型緩衝器が高速で伸縮を繰り返すと、シリンダ内の圧力変動によって弁体の軸方向振動が励起されて発振し、複筒型緩衝器が発生する減衰力が安定せず振動的となってしまう問題がある。
【0009】
そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、弁体の発振を抑制して緩衝器に安定した減衰力を発生させることができる減衰バルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、緩衝器内に形成される二つの室の一方の室を上流とし他方の室を下流として当該一方の室へ連通されるとともに途中に弁座を有する弁孔を備えたハウジングと、弁孔内に軸方向に移動自在に挿入されて弁座に離着座する弁体と、弁孔の側方から開口して他方の室へ連通する連通孔と、弁体を弁座側へ向けて附勢する附勢部材とを備えた減衰バルブにおいて、弁孔内に収容されて内方に弁体を収容して弁孔内周との間に連通孔に通じる環状部屋を区画する筒状のカラーを設け、当該カラーに上記環状部屋とカラー内とを連通する絞り孔を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明の減衰バルブによれば、緩衝器が高速で伸縮する高速作動をする場合にあっても、絞り孔によって弁体に背圧を作用させることができ、当該背圧で弁体の軸方向振動が押さえ込まれて発振が防止され、緩衝器が発生する減衰力も安定して振動的となってしまう問題が解消される。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】一実施の形態における減衰バルブが搭載された複筒型緩衝器の縦断面図である。
【図2】一実施の形態における減衰バルブの拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における減衰バルブ1は、図1および図2に示すように、複筒型緩衝器Dにおけるシリンダ20と外筒21の双方の端部に嵌合されるロッドガイド2に設けられており、このロッドガイド2をハウジングとして一方の室としてのロッド側室R1に連通されて途中に弁座4を備えた弁孔3を当該ロッドガイド2に設けていて、当該弁孔3を備えたロッドガイド2と、弁孔3内に軸方向に移動自在に挿入されて弁座4に離着座する弁体5と、弁孔3の側方から開口して他方の室としてのリザーバRへ連通する連通孔11と、弁体5を弁座4側へ向けて附勢する附勢部材としてのコイルばね6と、弁孔3内に収容されて内方に弁体5を収容して弁孔3の内周との間に連通孔11に通じる環状部屋Lを区画する筒状のカラー7と、当該カラーに設けた絞り孔8とを備えて構成されている。
【0014】
他方、この減衰バルブ1が適用される複筒型緩衝器Dは、シリンダ20と、シリンダ20との間にリザーバRを形成する外筒21と、シリンダ20内に摺動自在に挿入されてシリンダ20内を作動流体としての作動油が充填されるロッド側室R1とピストン側室R2とに区画するピストン22と、シリンダ20内に移動自在に挿入されてピストン22に連結されるピストンロッド23と、シリンダ20と外筒21の双方の端部に嵌合されてピストンロッド23を軸支するロッドガイド2と、シリンダ20の図1中下端に嵌合される仕切部材24と、外筒21の図1中下端を閉塞する蓋25と、ピストン22に設けたピストン側室R2とロッド側室R1とを連通するピストン通路26と、ピストン通路26に設けられてピストン側室R2からロッド側室R1へ向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁27と、仕切部材24に設けられてリザーバRとピストン側室R2とを連通する吸込通路28と、吸込通路28に設けられてリザーバRからピストン側室R2へ向かう作動油の流れのみを許容する吸込弁29とを備えて構成されている。なお、作動流体は、作動油のほか、気体、水、水溶液、電気粘性流体、磁気粘性流体等、緩衝器に適用可能なものを採用することが可能である。
【0015】
そして、複筒型緩衝器Dが伸長作動してピストン22が図1中上方へ移動する場合、減衰バルブ1が開弁して圧縮されるロッド側室R1から弁孔3および連通孔11に接続されたパイプ9を介してリザーバRへ作動油が流れ、当該作動油の流れに減衰バルブ1で抵抗を与えることでロッド側室R1が昇圧され複筒型緩衝器Dは伸長作動を抑制する減衰力を発揮する。なお、この伸長作動に際して、ピストン22が図1中上昇することでピストン側室R2の容積が増大するが、吸込通路28に設けた吸込弁29が開弁して当該増大見合いの作動油がリザーバRからピストン側室R2へ供給される。
【0016】
また、複筒型緩衝器Dが収縮作動してピストン22が図1中下方へ移動する場合、ピストン通路26に設けた逆止弁27が開弁して圧縮されるピストン側室R2からロッド側室R1へ作動油が移動するとともに、シリンダ20内へ侵入するピストンロッド23の体積に見合った作動油がシリンダ20内で過剰となるので、減衰バルブ1が開弁してこの過剰分の作動油が弁孔3およびパイプ9を介してリザーバRへ作動油が流れ、当該作動油の流れに減衰バルブ1で抵抗を与えることでシリンダ20内の全体の圧力が上昇し複筒型緩衝器Dは収縮作動を抑制する減衰力を発揮する。
【0017】
つまり、この複筒型緩衝器Dは、伸長作動時であっても収縮作動時であっても作動油がロッド側室R1から減衰バルブ1を通過してリザーバRへ流れ、伸縮作動を繰り返すことによって、作動油がロッド側室R1、リザーバR、ピストン側室R2、ロッド側室R1の順に循環するユニフロー型の緩衝器に設定されている。すなわち、この場合、複筒型緩衝器D内に形成される減衰バルブ1の上流となる一方の室はロッド側室R1であり、下流となる他方の室はリザーバRとされている。
【0018】
以下、減衰バルブ1について詳細に説明する。ロッドガイド2は、筒状であって、外周が外筒21の図1中上端内周に嵌合し、内周がシリンダ20の図1中上端外周に嵌合している。
【0019】
また、ロッドガイド2の図1中下端の内周径がシリンダ20の外周に嵌合可能な径とされるほか、図1中上端内周にはピストンロッド23の外周に摺接してピストンロッド周りをシールするシール部材30が装着される凹部2aが形成されるとともに、内周であって凹部2aより下方にはピストンロッド23の外周に摺接する筒状の軸受31が装着されている。また、ロッドガイド2の内周であって軸受31の装着部より下方であってシリンダ20の嵌合部より上方の中間部2bにおける内径は、ピストンロッド23の外径より大径に設定されていて、ピストンロッド23との間に隙間が形成されている。
【0020】
つづいて、ロッドガイド2に設けられる弁孔3は、ロッドガイド2の外周から開口して中間部2bへ抜けていて、ロッドガイド2のリザーバRへ臨む端部から開口して弁孔3の途中へ通じる連通孔11によってリザーバRへ連通されている。
【0021】
また、弁孔3は、ロッドガイド2の中間部2bの内周に開口してロッド側室R1に連通される小径部3aと、小径部3aに連なる内径が小径部3aより大径な大径部3bと、小径部3aと大径部3bとの間の段部3cの内周縁に設けた環状の弁座4と、大径部3bの図2中右端内周に設けた螺子部3dとを備えており、この螺子部3dには、後述するカラー7が螺着されている。
【0022】
そして、上記弁孔3の大径部3bの途中から開口してロッドガイド2のリザーバRへ臨む端部へと通じる連通孔11が設けられており、この連通孔11にも螺子部11aが設けられていて、当該螺子部11aにパイプ9の図2中上端外周に設けた螺子部9aを螺合することで、ロッドガイド2にパイプ9が固定されている。パイプ9は、リザーバR内に突出して収容され、その図2中下端開口端はリザーバRの途中に配置される。したがって、シリンダ20のロッド側室R1とリザーバRとは、弁孔3、連通孔11およびパイプ9を介して連通されている。なお、パイプ9の連通孔11への固定は、螺子結合以外にも圧入、溶接によって行うようにしてもよい。
【0023】
また、弁孔3の大径部3b内には、筒状のカラー7が収容されている。このカラー7は、弁孔3の大径部3bとの間に環状隙間を形成する縮径部7aと、縮径部7aに連なって弁孔3の大径部3bに形成した螺子部3dに螺着される拡径部7bと、縮径部7aに形成されカラー7の内外を連通する絞り孔8とを備えて構成されており、カラー7の先端となる縮径部7aの図2中左端が弁孔3の段部3cに当接して基端となる拡径部7bが弁孔3に螺着されることによって上記環状隙間が弁孔3内で区画されて当該環状隙間で環状部屋Lが形成されている。
【0024】
絞り孔8は、通過する作動油の流れに抵抗を与え、カラー7内と環状部屋L内の圧力に圧力損失に見合った差圧を生じさせるようになっており、図示したところでは、カラー7に複数設けられているが、設置数は任意である。
【0025】
また、縮径部7aは、連通孔11に対向しており、連通孔11が閉塞されずに環状部屋Lと連通するようになっている。さらに、連通孔11と絞り孔8とが対向しないようになっていて、図2で示すところでは、絞り孔8と連通孔11の設置位置が軸方向にずれている。このように連通孔11と絞り孔8とが軸方向にずれをもって設置されることで、カラー7を弁孔3に対して周方向に位置決めして固定する必要が無いので組付加工が容易となるが、絞り孔8と連通孔11とが周方向にずれを持って設置されて対向しないようになっていてもよい。
【0026】
弁体5は、上記弁孔3内に収容された上記カラー7内に当該弁孔3の軸方向へ移動自在に収容され、弁座4に離着座して外周に切欠5fを備えた円盤状の弁本体5aと、弁本体5aの正面側となる図2中左端に形成の円柱状の軸部5bと、弁本体5aの反軸部側となる図2中右側に突出されるばね嵌合部5cと、軸部5bに設けた溝5dと、溝5dからばね嵌合部5cの端部に通じるオリフィス通路5eとを備えて構成されている。
【0027】
軸部5bは、弁孔3における小径部3a内に摺動自在に挿入され、この軸部5bをガイドとして弁体5は、弁孔3に対し軸ぶれすることなく軸方向へ移動することができるようになっている。また、弁本体5aの外周とカラー7の内周との間の隙間が十分に大きければ、弁本体5aの外周に設けた切欠5fを廃止してもよいが、切欠5fで流路面積を確保することでカラー7を小径化でき、ひいては弁孔3の内径を小さくすることができるので、減衰バルブ1を小型なものとすることができる。
【0028】
そして、弁本体5aの図2中左端を弁座4の図2中右端面に当接させて着座させると、減衰バルブ1は閉弁し、弁孔3内への作動油の流入を遮断することができるようになっている。また、軸部5bには、先端から基端にかけてU字状の溝5dを備えており、弁本体5aの図2中左端が弁座4の図2中右端面から図2中右方となる弁孔3内側へ後退すると、その後退量に応じて溝5dが小径部3aより弁孔3内側に入り込んで減衰バルブ1が開弁し、当該溝5dを介して作動油が弁孔3内へ流入することができるようになっている。そして、この弁体5における弁本体5aの後退量に応じて溝5dが弁孔3内に入り込むに従って減衰バルブ1の弁開口面積が増加するようになっている。なお、軸部5bの形状は、上記したところには限定されるものではなく、特に、弁体5の移動についてのガイドとしての機能を果さずともよい。
【0029】
そして、上記したカラー7の拡径部7b内におけるロッドガイド外周側の端部には、ばね座10が螺着されている。詳しくは、当該ばね座10は、円筒状のばね嵌合部10aと、ばね嵌合部10aの外周に設けられてカラー7の拡径部7bの内周に設けた螺子部7cに螺着されるフランジ状のばね受部10bとを備えて構成されている。
【0030】
また、当該ばね座10と弁体5との間には、附勢部材としてのコイルばね6が介装されている。このコイルばね6は、ばね座10と弁体5との間に圧縮状態で介装されていて、初期荷重が与えられており、この圧縮されたコイルばね6の初期荷重による附勢力で弁体5を弁座4へ向けて押し付けている。なお、附勢部材は弁体5を附勢することができればよいので、コイルばね以外の弾性体を使用することもできる。
【0031】
なお、この実施の形態の場合、カラー7が弁孔3に螺着されて固定されており、当該カラー7にばね座10が螺着される構成となっているので、ばね座10のカラー7に対する螺着位置を調節することでコイルばね6へ与える初期荷重を自由に調節することができる。なお、弁孔3の大径部3bの全長を長くしカラー7を弁孔3の螺子部3dに螺着しつつ、当該大径部3bの螺子部3dにおけるカラー7の基端よりロッドガイド外周側にばね座10を螺着することによっても、コイルばね6へ与える初期荷重を調節することも可能であるが、カラー7にばね座10を螺着するほうが、コイルばね6の自由長を短く設定することができるとともに、減衰バルブ1の全長を短くすることができる。また、この実施の形態の場合、ばね座10でコイルばね6の初期荷重を調節することができる構造となっているが、コイルばね6の位置が決められていて軸方向の位置調整の必要が無い場合、カラー7の拡径部7bを弁孔3の大径部3bに螺着せずに嵌合させるようにし、ばね座10のばね受部10bを大径部3bの螺子部3dに螺合させてカラー7を弁孔3の段部3cとばね受部10bとで挟持しカラー7を弁孔3に固定するようにしてもよい。
【0032】
以上のように構成された減衰バルブ1は、ロッド側室R1内の圧力が弁体5の軸部5aに作用して、弁体5を押す力がコイルばね6の弁体5を附勢する附勢力を上回ると開弁して、弁体5を押し退けて溝5dを通過した流体は、カラー7、絞り孔8、環状部屋L、連通孔11およびパイプ9を通過してリザーバRへと抜けていくことになる。
【0033】
そして、弁体5は、先端側に作用する圧力が大きくなればなるほど、弁座4から離れて弁孔3の内方への後退量が増加し、後退量の増加とともに弁体5と弁座4で制限する弁開口面積も増加する。なお、複筒型緩衝器Dの伸縮速度が低速であって、弁体5に作用するロッド側室R1の圧力による弁体5を押圧する力が小さくコイルばね6の初期荷重に打ち勝って弁体5を弁座4から離座させることができない場合には、作動油は、弁体5における溝5dとばね嵌合部5cの端部とを連通しているオリフィス通路5eを通過してリザーバRへ移動するようになっていて、複筒型緩衝器Dは、弁体5が弁座4から離座するまでは、離座した後に比べて高い減衰係数で減衰力を発揮するようになっている。ただし、要求される減衰特性によっては、オリフィス通路5eを設けずともよい。
【0034】
上述したように、ロッド側室R1から排出される作動油は、弁体5と弁座4との間の隙間を通過した後、必ず、カラー7に設けた絞り孔8を通過してリザーバRへ移動することになる。
【0035】
したがって、複筒型緩衝器Dが伸縮作動を呈し、ロッド側室R1から排出される作動油が弁体5を押して、弁体5が弁座4から離座して減衰バルブ1が開弁すると、弁体5と弁座4との間を通過した作動油の流れが絞り孔8によって絞られるので、カラー7内の圧力はリザーバRよりも高くなりカラー7内の圧力が弁体5に背圧として作用する。このように弁体5には、絞り孔8によって背圧が作用して弁座4側へ押圧されるので、複筒型緩衝器Dが高速で伸縮する高速作動をする場合にあっても、弁体5の軸方向振動が押さえ込まれて発振が防止され、複筒型緩衝器Dが発生する減衰力も安定して振動的となってしまう問題が解消されることになる。
【0036】
また、この実施の形態では、絞り孔8が連通孔11と対向しないので、絞り孔8を介してカラー7から環状部屋Lへ流れ込んだ作動油の流れは、絞り孔8から連通孔11へ辿るまでに必ず屈曲して流れの速度が弱められるので、絞り孔8を通過した作動油の噴流が直接にリザーバRへ突入することがなく、リザーバR内の作動油の泡立ちを抑制することができ、複筒型緩衝器Dに安定した減衰力を発生させることができる。なお、絞り孔8と連通孔11とが対向しても弁体5の発振を防止できるという本発明の効果を失うものではなく、ユニフロー型の複筒型緩衝器Dのロッド側室R1とリザーバRとの間に減衰バルブ1を設ける場合、絞り孔8と連通孔11とを対向させないようにすることで、本発明の効果に加えてリザーバR内の作動油の泡立ちを抑制することができるのである。
【0037】
また、カラー7を設置するだけであるので、弁孔3を備えたハウジングへの新たな加工、この場合ロッドガイド2への新たな加工を必要とせず、既存の減衰バルブに容易かつコストを掛けずに組み込むことができる。
【0038】
なお、上記したところでは、本発明の減衰バルブ1を複筒型緩衝器Dに組み込む場合を例に挙げて説明したが、複筒型以外の緩衝器に適用することも可能であり、上記効果を発揮することができる。たとえば、単筒型、複筒型の別を問わず緩衝器のピストンをハウジングとしてこれに減衰バルブを組み込むことができ、その場合には、一方の室をロッド側室とピストン側室の一方とし、他方の室をロッド側室とピストン側室の他方として、減衰バルブは緩衝器の伸長時あるいは収縮時に緩衝器に減衰力を発生させることができる。また、緩衝器が複筒型緩衝器であってバイフローに設定される場合、ピストン側室を上流の一方の室とし、リザーバを下流の他方の室として減衰バルブをベースバルブ部に組み込んで緩衝器の収縮時に緩衝器に減衰力を発揮させるようにしてもよい。
【0039】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【0040】
本発明の減衰バルブは、緩衝器に利用することができる。
【符号の説明】
【0041】
1 減衰バルブ
2 ロッドガイド
2a 凹部
2b 中間部
3 弁孔
3a 弁孔における小径部
3b 弁孔における大径部
3c 弁孔における段部
3d 弁孔における螺子部
4 弁座
5 弁体
5a 弁体における弁本体
5b 弁体における軸部
5c 弁体におけるばね嵌合部
5d 弁体における溝
5e 弁体におけるオリフィス通路
5f 弁体における切欠
6 附勢部材としてのコイルばね
7 カラー
7a カラーにおける縮径部
7b カラーにおける拡径部
7c カラーにおける螺子部
8 絞り孔
9 パイプ
9a 螺子部
10 ばね座
10a ばね嵌合部
10b ばね受部
11 連通孔
11a 連通孔における螺子部
20 シリンダ
21 外筒
22 ピストン
23 ピストンロッド
24 仕切部材
25 蓋
26 ピストン通路
27 逆止弁
28 吸込通路
29 吸込弁
30 シール部材
31 軸受
D 複筒型緩衝器
L 環状部屋
R リザーバ
R1 ロッド側室
R2 ピストン側室

【特許請求の範囲】
【請求項1】
緩衝器内に形成される二つの室の一方の室を上流とし他方の室を下流として当該一方の室へ連通されるとともに途中に弁座を有する弁孔を備えたハウジングと、弁孔内に軸方向に移動自在に挿入されて弁座に離着座する弁体と、弁孔の側方から開口して他方の室へ連通する連通孔と、弁体を弁座側へ向けて附勢する附勢部材とを備えた減衰バルブにおいて、弁孔内に収容されて内方に弁体を収容して弁孔内周との間に連通孔に通じる環状部屋を区画する筒状のカラーを設け、当該カラーに上記環状部屋とカラー内とを連通する絞り孔を設けたことを特徴とする減衰バルブ。
【請求項2】
上記絞り孔を上記連通孔と対向しない位置に設けたことを特徴とする請求項1に記載の減衰バルブ。
【請求項3】
弁孔は、一方の室へ連通される小径部と、小径部より内径が大径な大径部と、小径部と大径部との間の段部の内縁に設けた環状の弁座とを備え、カラーは、基端が大径部に螺着されるとともに先端が上記段部に当接して環状部屋を弁孔内に上記環状部屋を区画することを特徴とする請求項1または2に記載の減衰バルブ。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−13118(P2012−13118A)
【公開日】平成24年1月19日(2012.1.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−148536(P2010−148536)
【出願日】平成22年6月30日(2010.6.30)
【出願人】(000000929)カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Fターム(参考)】