CN101122316A

CN101122316A - 回转阀

Info

Publication number: CN101122316A
Application number: CNA2007101432712A
Authority: CN
Inventors: 加茂修治; 福井孝弘
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Casio Hitachi Mobile Comm Co.
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2027-08-07
Also published as: CN101122316B; JP4972361B2; JP2008039065A; US8262062B2; US20080029730A1

Abstract

本发明提供一种回转阀，该回转阀具有壳体和筒状阀芯，上述壳体呈筒状，且在该壳体的侧部具有将该壳体内外相连通的口，上述筒状阀芯被容纳在壳体内，并可沿圆周方向转动，且在该筒状阀芯的侧部具有可与口相对的节流孔，该回转阀通过转动筒状阀芯来改变通过将口与节流孔相连通而形成的流路面积，作为筒状阀芯的转动停止位置，在从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间，具有一个以上转动停止位置，该转动停止位置将从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间的角度等分，且在通过流量相同时，相邻转动停止位置之间的压力损失之差相等。

Description

回转阀

技术领域

本发明涉及回转阀。

背景技术

以往，公知有一种回转阀，其具有被容纳于缓冲器的活塞杆内的筒状的壳体和插入到该壳体内的可转动的筒状阀芯(参照日本实开昭62-117342号公报)。在该回转阀中，在壳体的侧部由沿圆周方向延伸、且轴向宽度有所变化的长孔形成有口，在筒状阀芯上具有可与口的一部分相对的圆形孔。

在原有的回转阀中，通过使筒状阀芯相对于壳体转动而改变口与圆形孔的重合程度，从而改变工作油的流路面积。即，通过改变工作油通过回转阀中时的压力损失来调整缓冲器产生的阻尼力。

但是，在原有的回转阀中，在使筒状阀芯相对于壳体转动而改变流路面积时，只能设定使流路面积最大或使流路面积最小这两者中的一种。

发明内容

本发明的目的在于，在从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间，设置1个以上转动停止位置，各转动停止位置之间的压力损失差相等。

本发明的回转阀具有壳体和筒状阀芯，上述壳体呈筒状，在该壳体的侧部具有将该壳体内外相连通的口，上述筒状阀芯被容纳在壳体内并可沿圆周方向转动，且在该筒状阀芯的侧部具有可与口相对的节流孔，本发明的回转阀通过转动筒状阀芯来改变通过使口和节流孔相连通而形成的流路面积，作为筒状阀芯的转动停止位置，在从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间具有一个以上转动停止位置，该转动停止位置将从流路面积最小的转动停止位置到流路最大的转动停止位置之间的角度等分，当通过流量相同时，相邻转动停止位置之间的压力损失之差相等。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的具有回转阀的缓冲器的部分纵剖视图。

图2是作为壳体的活塞杆的侧视图。

图3是筒状阀芯的横剖视图。

图4是筒状阀芯的侧视图。

图5A是位于流路面积最小的转动停止位置上的筒状阀芯的剖视图。

图5B是表示位于流路面积最小的转动停止位置上的筒状阀芯的节流孔与口的重合程度的图。

图6A是位于流路面积最小的转动停止位置与流路面积最大的转动停止位置之间的转动停止位置上的筒状阀芯的剖视图。

图6B是表示位于流路面积最小的转动停止位置与流路面积最大的转动停止位置之间的转动停止位置上的筒状阀芯的节流孔与口的重合程度的图。

图7A是位于流路面积最大的转动停止位置上的筒状阀芯的剖视图。

图7B是表示位于流路面积最大的转动停止位置上的筒状阀芯的节流孔与口的重合程度的图。

具体实施方式

本发明的回转阀，例如，适用于缓冲器用以调整阻尼力而使用。该缓冲器，例如，使用在车辆上。图1是本发明的一实施方式的具有回转阀的缓冲器的部分纵剖视图。

图1所示的缓冲器具有液压缸1、活塞2、活塞杆3。活塞2插入到液压缸1内、且可在液压缸1内自由滑动，液压缸1内被划分成一室R1与另一室R2。在图1中，一室R1位于活塞2的上方侧，另一室内R2位于活塞2的下方侧。活塞杆3借助活塞2插入到液压缸1内、且可在液压缸1内自由滑动。

在液压缸1内，封入有工作油等工作流体。液压缸1的上下端用密封构件密封，从而将液压缸1保持在液密状态下。

另外，虽未图示，但为了在缓冲器伸缩时补偿在液压缸1内过分和不足的工作油量，设有由插入到液压缸1内的下方的可动活塞划分出的气体室，或设有形成于液压缸1与覆盖液压缸1外周的外筒之间的贮存器。

在筒状的液压缸1的上端设有用轴可旋转地支承活塞杆3而使活塞杆3自由滑动的杆引导件(未图示)。在作为筒状活塞杆3的前端的下端的外周，固定有活塞2和阀盘4。阀盘4设于一室R1侧。

活塞2被形成为环状，其具有伸侧口2a、压侧口2b及通路2c。伸侧口2a将一室R1与另一室R2相连通，在缓冲器延伸时使工作油通过。压侧口2b将一室R1与另一室R2相连通，在缓冲器压缩时使工作油通过。通路2c将伸侧口2a与活塞杆3的内周相连通。

另外，活塞2由在图1中被分割成上中下三部分的盘20a、盘20b、盘20c形成。通路2c形成于中间的盘20b上。

在活塞2的上方设有用于开闭压侧口2b的叶片阀V1。叶片阀V1通过给从另一室R2经过压侧口2b向一室R1移动的工作油的流动施加阻力，而在压缩行程时产生阻尼力。

另一方面，在活塞2的下方设有用于开闭伸侧口2a的叶片阀V2。叶片阀V2通过给从一室R1经过伸侧口2a向另一室R2移动的工作油的流动施加阻力，而在延伸行程时产生阻尼力。

安装于活塞2的上方侧的阀盘4具有环状的形状。在该阀盘4上也设有上下贯通该阀盘4的伸侧口4a与压侧口4b。在阀盘4的上方设有用于开闭压侧口4b的叶片阀V3，在阀盘4的下方设有用于开闭伸侧口4a的叶片阀V4。

在阀盘4的下方侧形成有由安装于活塞杆3外周的有底筒状的罩20从一室R1中隔离出的空间R3。在罩20的底部与叶片阀V4之间，夹设有直径小于罩20直径的有底筒状的间隔套管21。

上述间隔套管21的筒部21a的内径设定为大于活塞杆3的外径。由此，在间隔套管21与活塞杆3之间形成有空隙。此外，由于在筒部21a的下端设有切口21b，因此即使筒部21a的下端与罩20的底部相抵接，也能借助切口21b维持间隔套管21与活塞杆3之间的空隙、和空间R3之间的连通状态。

在活塞杆3的前端由上至下顺次安装有止挡件22、叶片阀V3、阀盘4、叶片阀V4、间隔套管21、罩20、阀挡23、叶片阀V1、活塞2、叶片阀V2以及阀挡24。上述各构件借助螺旋连接于活塞杆3最下端的活塞螺母25而固定在活塞杆3上。

利用安装于活塞杆3外周的弹性挡环31限制止挡件22相对于活塞杆3向上方移动。环状的阀挡23限制叶片阀V1的挠曲量。环状的阀挡24限制叶片阀V2的挠曲量。

在活塞杆3的内周中的、作为前端侧的图1的下方侧，形成有大直径的大径部3a。另一方面，在比大径部3a靠图1的上方侧形成有小直径的小径部3b。

在大径部3a内容纳有可沿圆周方向自由转动的筒状阀芯10。筒状阀芯10的上端与穿过活塞杆3的小径部3b内的操纵杆5相连结。操纵杆5与固定在活塞杆3上端的未图示的步进电动机的输出轴相连结。因此，通过驱动步进电动机，能够使筒状阀芯10相对于活塞杆3沿圆周方向每次步进转动规定的转动角度。

即，在本实施方式的情况下，回转阀的壳体即为活塞杆3。另外，在筒状阀芯10的下方的大径部3a的内周压入有筒构件30。筒构件30起到防止筒状阀芯10从活塞杆3内脱落的作用。

在活塞杆3的侧部设有将大径部3a内与大径部3a外周相连通的口6。如图1所示，该口6借助活塞2的通路2c及伸侧口2a与一室R1相连通，并借助活塞杆3的内部与另一室R2相连通。

图2是活塞杆3的侧视图。如图2所示，口6是沿活塞杆3的轴线延伸的长孔。在活塞杆3上除设有口6外，还设有两对圆形孔7、圆形孔8。圆形孔7、圆形孔8在口6的上方在圆周方向上以180度的间隔开口。利用圆形孔7、圆形孔8将活塞杆3的大径部3a的内外相连通。

圆形孔7、圆形孔8与上述间隔套管21的筒部21a相对，并与空间R3相连通，且借助活塞杆3的内部与另一室R2相连通。

图3是筒状阀芯10的横剖视图，图4是筒状阀芯的侧视图。在筒状阀芯10的筒状主体10a上设有节流孔11以及节流孔12、节流孔13。节流孔11设于主体10a的下方侧的、可与口6相对的位置上。设于主体10a的上方侧的两对节流孔12、节流孔13在圆周方向上以180度的间隔开口，可分别与圆形孔7、圆形孔8相对。

如图3及图4所示，节流孔11具有与沿筒状阀芯10的主体10a的轴线延伸的口6形状相同的长孔11a、和沿圆周方向延伸的与长孔11a相连通的槽11b。槽11b自身为未贯通主体10a的壁厚而未将主体10a的内外相连通的结构。槽11b的深度越接近长孔11a越深，越远离长孔11a越浅。

如图4所示，节流孔12具有圆形孔12a、狭缝12b，节流孔13具有圆形孔13a、狭缝13b。狭缝12b、狭缝13b沿圆周方向延伸，且分别与圆形孔12a、圆形孔13a相连通。狭缝12b、狭缝13b自身均贯通主体10a的壁厚而将主体10a的内外相连通。狭缝12b的圆周方向长度被设定为大于狭缝13b的圆周方向长度。

当节流孔11与口6相对时，则将通路2c与筒状阀芯10内相连通。由此，借助通路2c、筒状阀芯10及活塞杆3内而使一室R1与另一室R2为连通状态。

另一方面，当未使节流孔11与口6相对，而使主体10a的侧面与口6相对从而封闭口6时，借助通路2c切断一室R1与另一室R2的连通。

即，根据口6与节流孔11的连通状态，能够改变回转阀的节流孔11的流路面积。

相同地，当使上述节流孔12、节流孔13与圆形孔7、圆形孔8相对时，则将空间R3与筒状阀芯10内相连通。在该状态下，只要打开层叠于阀盘4上的叶片阀V3、叶片阀V4中的一方，即可使一室R1与另一室R2为连通状态。

另一方面，当未使节流孔12、节流孔13与圆形孔7、圆形孔8相对，而使主体10a的侧面与圆形孔7、圆形孔8相对从而封闭圆形孔7、圆形孔8时，借助空间R3切断一室R1与另一室R2的连通。此外，通过改变圆形孔7、圆形孔8与节流孔12、节流孔13的重合程度，能够改变节流孔12、节流孔13的流路面积。

另外，如上所述，狭缝12b的圆周方向长度被设定为大于狭缝13b的圆周方向长度。通过利用这两对节流孔12、节流孔13，能增大流路面积的变化幅度，从而能增大阻尼力的可变幅度。

在此，在缓冲器的伸缩速度处于低速范围时，各叶片阀V1、叶片阀V2、叶片阀V3、叶片阀V4均不能打开。此时，若节流孔11与口6为连通状态，则一室R1内与另一室R2内的工作油通过节流孔11而交流。由此，缓冲器产生阻尼力。通过改变节流孔11的流路面积，能够调节伸缩速度处于低速范围时的缓冲器的阻尼力。

与此相对，在缓冲器的伸缩速度处于中高速范围时，由于预先将叶片阀V3、叶片阀V4的挠曲刚性设定为小于层叠在活塞2上的叶片阀V1、叶片阀V2的挠曲刚性，因此，首先打开叶片阀V3、叶片阀V4。由此，一室R1内与另一室R2内的工作油借助节流孔12、节流孔13而交流。通过改变节流孔12、节流孔13和圆形孔7、圆形孔8的重合面积，能够调节阻尼力。

当缓冲器的伸缩速度进一步加快时，则最终打开层叠于活塞2上的叶片阀V1、叶片阀V2。此时，一室R1内与另一室R2内的工作油也是借助节流孔12、节流孔13交流。即，通过改变节流孔12、节流孔13和圆形孔7、圆形孔8的重合面积，能够调节阻尼力。

即，在缓冲器的伸缩速度处于低速范围时，通过调节节流孔11的流路面积而调整阻尼力。另一方面，在缓冲器的伸缩速度处于中高速范围时，主要通过调节节流孔12、节流孔13的流路面积而调整阻尼力。

在本实施方式中，调节节流孔11的流路面积以3个阶段进行。图5A、图6A、图7A分别是表示筒状阀芯10的不同的转动停止位置的图。图5A表示节流孔11的流路面积最小的转动停止位置，图7A表示节流孔11的流路面积最大的转动停止位置。图6A表示将从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间的角度等分的转动停止位置。

本实施方式中的筒状阀芯10通过上述步进电动机以每步15度步进转动。即，若筒状阀芯10从图5A所示的流路面积最小的转动停止位置转动15度，则在图6A所示的转动停止位置停止。若从图6A所示的转动停止位置再转动15度，则在图7A所示的流路面积最大的转动停止位置停止。因此，图6A所示的转动停止位置是将从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间的角度30度以15度等分的位置。

图5B是用于说明图5A所示的转动停止位置的回转阀的流路面积的图。图5A所示的转动停止位置的回转阀的流路面积A1由活塞杆3的大径部3a的内周与槽11b的底部11c之间的最小距离h1(参照图5A)、和槽11b的轴向(贯穿图5A纸面的方向)宽度W的乘积决定。该流路面积A1被设定成在节流孔11与口6相对的连通状态下的各转动停止位置中面积最小。另外，如图5B所示，在该转动停止位置时，为槽11b的前端与口6相重合的状态。

若使筒状阀芯10从图5A的转动停止位置绕逆时针方向只转动15度，则在图6A所示的转动停止位置停止。图6B是用于说明图6A所示的转动停止位置的回转阀的流路面积的图。此时，回转阀流路面积A2由活塞杆3的大径部3a的内周与槽11b的底部11c之间的最小距离h2(参照图6A)、和槽11b的轴向(贯穿图6A纸面的方向)宽度W的乘积决定。该流路面积A2被设定为大于流路面积A1。另外，如图6B所示，在该转动停止位置时，为口6的整个圆周方向与槽11b相重合的状态。

若使筒状阀芯10从图6A的转动停止位置绕逆时针方向只转动15度，则在图7A所示的转动停止位置停止。图7B是用于说明图7A所示转动停止位置的回转阀的流路面积的图。此时，如图7B所示，由于节流孔11的长孔11a与口6完全相对，因此回转阀的流路面积A3等于长孔11a(口6)的开口面积。在节流孔11与口6相对而连通的状态下的各转动停止位置中，该流路面积A3最大。

如上所述，在本实施方式的回转阀中，通过改变筒状阀芯10的转动停止位置，能够使流路面积以3级变化。各流路面积A1、流路面积A2、流路面积A3被设定为满足以下条件。即，在通过回转阀中的工作油量相同时，使筒状阀芯10的、从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间的转动停止位置的压力损失等差地变化。

具体地讲，当设通过回转阀中的工作油量相同，设与图7A所示的转动停止位置的流路面积A3相对应的压力损失为Δp，设与图6A所示的转动停止位置的流路面积A2相对应的压力损失为Δp+n时，则与图5A所示的转动停止位置的流路面积A1相对应的压力损失为Δp+2n。另外，n为任意数值。

此外，根据通过回转阀中的工作油量相同这一条件，可得下式(1)。

A3×Δp^1/2＝A2×(Δp+n)^1/2＝A1×(Δp+2n)^1/2 (1)

即，只要流量恒定，则节流的压力损失的2分之1次方乘以流路面积的值恒定。因而，若在流量恒定这一条件上，再加上压力损失是等差变化的这一条件，则可反运算求A1、A2、A3。这样一来，只要设定本实施方式的回转阀的节流孔11的流路面积，就能使筒状阀芯10的各转动停止位置的压力损失等差地变化。

因而，在伸缩速度处于低速范围时，可将本实施方式的缓冲器可能产生的阻尼力分4级调节，即，在维持口6与节流孔11为连通状态的情况下的3级基础上，再加上口6被筒状阀芯10封闭的情况。

如上所述，在本实施方式中，能够使在工作油通过回转阀中时产生的压力损失等差地变化。由此，即使在缓冲器的伸缩速度处于低速范围时，也能使将口6与节流孔11维持为连通状态时的阻尼力等差地变化。因而，能产生适合于搭载有缓冲器的车辆的搭乘者的喜好的阻尼力，从而能提高车辆的乘车舒适性。

口6的形状及节流孔11的形状不限定于上述形状。但是，通过如上述那样，使口6的形状为沿轴向延伸的长孔，并使节流孔11也具有与口6形状相同的长孔11a，能够使口6与长孔11a相对时的流路面积比口6与槽11b相对的状态下的流路面积大得多。以下说明增大流路面积的变化幅度的理由。

从式(1)所示的条件看，在相对于流路面积最大时的Δp值而增大n值时，需要增大流路面积的变化幅度。因而，使口6的形状及节流孔11的形状为上述形状是有利的。例如，当设Δp＝0.03、设n＝13时，各转动停止位置的流路面积比A1∶A2∶A3约为1∶21∶29。即，可理解为有时必须增大流路面积的变化幅度。

即，通过使口6的形状为沿作为壳体的活塞杆3的轴向延伸的长孔，并用与口6形状相同的长孔11a、和与该长孔11a内相连通且沿筒状阀芯10的圆周方向延伸的槽11b构成节流孔11，能够将从最小的流路面积到最大的流路面积的流路面积变化幅度设定得大。此外，通过使槽11b的深度越接近长孔11a越深，越远离长孔11a越浅，能更有效地增大流路面积的变化幅度。由此，由于和以往相比，飞跃性地增大了调整阻尼力的幅度，因此能够进一步提高车辆的乘车舒适性。

一实施方式的回转阀具有壳体3和筒状阀芯10，上述壳体3呈筒状，在该壳体3的侧部具有将该壳体3内外相连通的口6，上述筒状阀芯10被容纳在壳体3内并可沿圆周方向转动，且在该筒状阀芯10的侧部具有可与口6相对的节流孔11，该实施方式的回转阀通过转动筒状阀芯10来改变通过将口6与节流孔11相连通而形成的流路面积，其具有以下特征。即，筒状阀芯10在一个以上、将从使流路面积最小的转动停止位置到使流路面积最大的转动停止位置之间的角度等分的转动停止位置停止。在通过流量相同时，由于使从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间的转动停止位置的压力损失等差地变化，因此，虽然使压力损失等差变化，但是却不需要特别控制发动机。即，只使筒状阀芯10每次转动用步进电动机决定的规定转动角度，就能使压力损失等差地变化。

此外，在根据口6与槽11b的重合面积设定流路面积时，通过使回转阀为上述结构，能将流路面积的可变幅度设定得大。即，在流路面积最小的转动停止位置上，如图5B所示，使节流孔11的槽11b的前端与口6相对；在流路面积最大的转动停止位置上，如图7B所示，使节流孔11的长孔11a与口6相对。此外，在流路面积最小的转动停止位置与流路面积最大的转动停止位置之间的转动停止位置上，如图6B所示，使口6的整个圆周方向与节流孔11的槽11b相对。

本发明不限定于上述一实施方式。例如，可以不使活塞杆为壳体，而在缓冲器的其他部位上适用本发明的回转阀，也可以适用于缓冲器以外的其他用途。

在本实施方式中，在从筒状阀芯10的流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间只设有一个转动停止位置，但也可以设有多个转动停止位置。例如，在从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间设置两个转动停止位置时，若从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间的角度为30度时，则用两个转动停止位置等分30度即可。因而，在距流路面积最小的转动停止位置10度与20度的位置上设置两个转动停止位置，从而可以使合计4个转动停止位置的压力损失等差地变化。

并且，在本实施方式中，在设定最大流路面积以外的流路面积时，是根据槽11b的底部11c与活塞杆3的大径部3a的内周之间的最小距离、和槽11b的宽度而设定的。但是，也可以将槽11b设定为将主体10a的内外相连通，从而根据口6与槽11b的重合面积来设定流路面积。

Claims

1.一种回转阀，该回转阀具有壳体和筒状阀芯，上述壳体呈筒状，且在该壳体的侧部具有将该壳体内外相连通的口，上述筒状阀芯被容纳在壳体内并可沿圆周方向转动，且在该筒状阀芯的侧部具有可与口相对的节流孔，该回转阀通过转动筒状阀芯来改变通过将口与节流孔相连通而形成的流路面积，其中，

作为筒状阀芯的转动停止位置，在从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置之间，具有一个以上转动停止位置，该转动停止位置将从流路面积最小的转动停止位置到流路面积最大的转动停止位置的角度等分，且在通过流量相同时，相邻转动停止位置之间的压力损失之差相等。

2.根据权利要求1所述的回转阀，其中，

节流孔具有用于与口相连通的孔、和与孔相连通且沿筒状阀芯的圆周方向延伸的槽。

3.根据权利要求2所述的回转阀，其中，

槽的深度越接近孔越深，越远离孔越浅。

4.根据权利要求1所述的回转阀，其中，

口为沿壳体的轴向延伸的长孔；

节流孔具有沿筒状阀芯的轴向延伸的长孔、和与长孔相连通且沿筒状阀芯的圆周方向延伸的槽。

5.根据权利要求4所述的回转阀，其中，

槽的深度越接近长孔越深，越远离长孔越浅。

6.根据权利要求4所述的回转阀，其中，

筒状阀芯在使流路面积最小的转动停止位置上，使节流孔的槽的前端与口相对；筒状阀芯在使流路面积最大的转动停止位置上，使节流孔的长孔与口相对；筒状阀芯在使流路面积最大的转动停止位置与使流路面积最小的转动停止位置之间的转动停止位置上，在筒状阀芯的圆周方向上使口全部与节流孔的槽相对。

7.根据权利要求1所述的回转阀，其中，

壳体为活塞杆，该活塞杆插入到液压缸内、且可在液压缸内自由滑动，用于支承将液压缸内划分成一室与另一室的活塞，并且，该活塞杆具有与一室相连通的中空孔、和位于该活塞杆侧部的将中空孔与另一室相连通的口。