CN116194697A - 阻尼阀以及缓冲器 - Google Patents

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CN116194697A CN202180060968.1A CN202180060968A CN116194697A CN 116194697 A CN116194697 A CN 116194697A CN 202180060968 A CN202180060968 A CN 202180060968A CN 116194697 A CN116194697 A CN 116194697A
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Abstract

阻尼阀(1)具备:具有端口(2a)和包围端口(2a)的阀座(2b)的阀盘(2)、正面侧离座着座于阀座(2b)从而开闭端口(2a)的叶片阀(3)、设置在叶片阀(3)背面的筒状的壳体(4)、与叶片阀(3)背面抵接并被滑动自如地插入壳体(4)的内周而与壳体(4)一起形成在内侧对叶片阀(3)施加背压的背压室(5)的环状阀芯(6)、位于叶片阀(3)背面侧且面对背压室(5)内同时外径小于阀芯(6)内径的环状弹簧支撑部(4g)、安装在作为阀芯6的反叶片阀侧端的一端与弹簧支撑部(4g)之间且在与叶片阀(3)抵接方向对阀芯(6)施加作用力的环状板弹簧(7)。

Description

阻尼阀以及缓冲器
技术领域
本发明涉及阻尼阀和缓冲器。
背景技术
阻尼阀被用作可变阻尼阀,该可变阻尼阀可改变例如JP2014-173714A所公开的安装在车辆的车身和车轴之间的缓冲器的阻尼力。作为这样的阻尼阀,例如,具备从缓冲器的气缸通向储液器的端口的环状的阀盘、开闭端口的叶片阀、设在成为叶片阀的反阀盘侧的背面侧的背压室、连通端口的上游和储液器的先导通道、设在先导通道的节流孔、设在先导通道的节流孔的下游的控制阀、以及调节控制阀的开阀压力的螺线管,将先导通道的节流孔和控制阀之间的二次压力导入背压室,用该二次压力将叶片阀压紧。
而且,在该阻尼阀中,由于控制阀设置在背压室的下游,因此当通过螺线管的推力调节控制阀的开阀压力时,进行控制使得引入背压室的二次压力等于控制阀的开阀压力。
如此,如上所述,导入背压室内的二次压力作用于叶片阀的背面,压力从端口的上游作用于叶片阀的正面。因此,如果在端口的上游侧的压力下使叶片阀离开阀盘的力超过由二次压力将叶片阀推向阀盘的力,则叶片阀离开阀盘并打开。
也就是说,该阻尼阀可通过调节控制阀的开阀压力来控制作用在叶片阀背面的背压室内的压力,从而调节叶片阀的开阀压力的大小,以此改变对通过端口的液压油的流动施加的阻力,以使缓冲器产生所需阻尼力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-173714号公报
发明内容
在现有的阻尼阀中,具备与外周安装有叶片阀的轴部相连接的壳体、和滑动自如地安装在壳体外周并与叶片阀背面的外周抵接的筒状阀芯,背压室由壳体和阀芯形成。
此外,为了使阀芯与叶片阀不分离,通过在安装有叶片阀的轴部固定有内周的板弹簧,来对阀芯始终向叶片阀施力。因此,在阀芯上,在叶片阀侧端部的内周设有向内侧突出的凸缘,板弹簧使外周着座于在所述凸缘上,对阀芯向叶片阀施力。
在这样构成的阻尼阀中,由于在叶片阀使外周侧弯曲从而进行开阀时,伴随着阀芯的轴向移动,所以阀芯的惯性会影响开闭动作的响应性。但是,由于现有的阻尼阀的阀芯直径较大,此外在阀芯的内周设置有与板弹簧抵接的凸缘,因此阀芯的惯性质量增大,现有阻尼阀在开闭动作方面难以实现高响应性。
因此,本发明的目的在于,提供一种对于开闭动作,能够提高响应性的阻尼阀以及能够提高阻尼力发生响应性的缓冲器。
为解决所述课题,本发明的阻尼阀具备:具有端口和包围端口的阀座的阀盘、使正面侧离座着座于阀座从而开闭端口的叶片阀、设置在叶片阀背面的筒状的壳体、与叶片阀背面抵接并被滑动自如地插入壳体的内周而与壳体一起形成在内侧对叶片阀施加背压的背压室的环状阀芯、位于叶片阀背面侧且面对背压室内同时外径小于阀芯内径的环状弹簧支撑部、安装在作为阀芯的反叶片阀侧端的一端与弹簧支撑部之间且在与叶片阀抵接方向对阀芯施加作用力的环状板弹簧。
在这样构成的阻尼阀中,阀芯被配置在壳体的内周,可以减小阀芯的内外径,同时,由于对阀芯施力的板弹簧被阀芯的反叶片阀侧端所支撑,所以在阀芯的内周不需要设置支撑板弹簧的弹簧支座。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式所涉及的阻尼阀的纵截面图。
图2是概念性地示出具备本发明的一实施方式所涉及的阻尼阀的缓冲器的纵截面图。
图3是放大示出了本发明的一实施方式所涉及的阻尼阀的阀门部分的图。
图4是本发明的一实施方式所涉及的阻尼阀中的阀芯的立体图。
图5是示出了与本发明的一实施方式所涉及的阻尼阀的阀芯移动量相对的板弹簧作用力的特性的图。
图6是放大示出了本发明的一实施方式所涉及的阻尼阀的螺线管部分的图。
图7是示出了与提供给本发明的一实施方式所涉及的阻尼阀的螺线管的电流量相对应的螺线管所产生的推力特性的图。
图8是示出本发明的一实施方式所涉及的阻尼阀所适用的缓冲器的阻尼特性的图。
具体实施方式
下面,基于图中所示的一实施方式对本发明进行说明。如图1所示,一实施方式中的阻尼阀1构成为具备:具有端口2a和包围端口2a的阀座2b的阀盘2、使正面侧离座着座于阀座2b从而开闭端口2a的叶片阀3、设置在叶片阀3背面侧的筒状的壳体4、与叶片阀3背面抵接并被滑动自如地插入壳体4的内周而与壳体4一起形成在内侧对叶片阀3施加背压的背压室5的环状阀芯6、位于叶片阀3背面侧且面对背压室5内同时外径小于阀芯6的环状弹簧支撑部4g、安装在作为阀芯6的反叶片阀侧端的一端与弹簧支撑部4g之间且在与叶片阀3抵接方向对阀芯6施加作用力的环状板弹簧7。
该阻尼阀1应用于缓冲器100以使得缓冲器100主要通过在伸缩时对通过端口2a的液体施加阻力来产生阻尼力。
适用该阻尼阀1的缓冲器100,例如,如图2所示,构成为具备气缸101、可滑动自如地插入气缸101内的活塞102、移动插入气缸101内并与活塞102连接的杆件103、由插入气缸101内的活塞102划分的伸长侧腔室104和压缩侧腔室105、覆盖气缸101外周而与气缸101之间形成排出通道106的中间筒107、以及覆盖中间筒107的外周而与中间筒107之间形成储液器108的外筒109,在伸长侧腔室104和压力侧腔室105中充填有液体,在储液器108内除了储存有液体以外还封入了气体。另外,在本实施方式的缓冲器100中,作为液体使用了液压油,液体除了液压油以外,只要是利用阻尼阀1能够发挥阻尼力的液体就可以使用。
然后,在该缓冲器100的情况下,具备仅容许从储液器108朝向压缩侧腔室105流入液压油的吸入通道110、和设置在活塞102且仅容许从压缩侧腔室105向伸长侧腔室104流入液压油的整流通道111,排出通道106将伸长侧腔室104与储液器108连通,阻尼阀1将端口2a连接到排出通道106并将其设置在该排出通道106的中途。
因此,该缓冲器100在进行压缩动作时,活塞102向图2中下方移动从而使压缩侧腔室105压缩,压缩侧腔室105内的液压油经由整流通道111向伸长侧腔室104移动。在进行该压缩动作时,由于杆件103侵入到气缸101内,所以在气缸101内,杆件侵入体积量的液压油过剩,过剩部分的液压油被从气缸101推出,经由排出通道106排出到储液器108。缓冲器100通过阻尼阀1对通过排出通道106向储液器108移动的液压油的流动施加阻力,使气缸101内的压力上升,发挥压缩侧阻尼力的作用。
相反,当缓冲器100进行伸长动作时,活塞102向图2中上方移动,伸长侧腔室104被压缩,伸长侧腔室104中的液压油经排出通道106向储液器108移动。在进行该伸长动作时,活塞102向上方移动,压缩侧腔室105的容积扩大,与该扩大部分对应的液压油经由吸入通道110通过储液器108来供给。而且,缓冲器100通过阻尼阀1对通过排出通道106向储液器108移动的液压油的流动施加阻力,使伸长侧腔室104内的压力上升,发挥伸长侧阻尼力的作用。
通过前述内容可以理解,缓冲器100在呈伸缩动作时,必须从气缸101内经由排出通道106将液压油排出到储液器108中,缓冲器被设定为液压油依次向压缩侧腔室105、伸长侧腔室104、储液器108单向通行进行循环的单向型,使伸压两侧的阻尼力由单一阻尼阀1产生。
接下来,阻尼阀1如前所述,其具备:具有端口2a和包围端口2a的阀座2b的阀盘2、使正面侧离座着座于阀座2b从而开闭端口2a的叶片阀3、设置在叶片阀3背面侧的筒状的壳体4、与叶片阀3背面抵接并被滑动自如地插入壳体4的内周而与壳体4一起形成在内侧对叶片阀3施加背压的背压室5的环状阀芯6、位于叶片阀3背面侧且面对背压室5内同时外径小于阀芯6的环状弹簧支撑部4g、安装在作为阀芯6的反叶片阀侧端的一端与弹簧支撑部4g之间且在与叶片阀3抵接方向对阀芯6施加作用力的环状板弹簧7,此外,本实施方式还具备:嵌合在中间筒107的开口部上设置的套筒107a上的阀保持部件10、设置在阀保持部件10和壳体4内部的向背压室5引导端口2a的上游侧的压力的先导通道23、设置在先导通道23上的控制阀24、以及对控制阀施加推力的螺线管40。
下面,对阻尼阀1的各部进行详细说明。如图3所示,阀保持部件10构成为具备:嵌合在套筒107a内的大直径的基部10a;从基部10a向图3中右侧突出并在图3中右端外周具有螺纹部(未标记)的轴部10b;形成为在轴向贯穿基部10a和轴部10b且形成了先导通道23的一部分的中空部10c;设于中空部10c中途的节流孔10d;从基部10a的图3中左端向右端贯穿的多个通道10e。
通道10e如前述那样贯穿基部10a并与中空部10c连通,进一步地,经由中空部10c通过由中间筒107形成的排出通道106与伸长侧腔室104内连通。此外,通道10e中的基部10a的图3中右端侧的开口与储液器108连通。也就是说,在缓冲器100的情况下,伸缩时,从伸长侧腔室104经排出通道106和通道10e将液压油排出到储液器108,通道10e的上游成为伸长侧腔室104。此外,与通道10e相同,中空部10c的图3中左端侧的开口也经排出通道106与伸长侧腔室104连通。
另外,将以该阀保持部件10的基部10a的图3中左侧形成为小径的小径部10g嵌合在套筒107a内,在该小径部10g的外周上,安装有密封环10f,与套筒107a之间密封,避免了通过基部10a的外周使排出通道106与储液器108连通的情况。
接下来,在阀保持部件10的基部10a的图3中的右端,层叠了离座着座于基部10a从而打开或关闭通道10e的阀盘2。该阀盘2为环状,具备沿轴向贯通厚度的多个端口2a;以及设置在作为阀保持部件相反侧的背面侧,围绕端口2a的外周向背面侧突出的环状阀座2b。进一步地,阀盘2具备从阀保持部件10的基部10a对面的端部向基部10a侧突出的环状凸部2c。环状凸部2c从基部10a中的通道10e与外周侧相对,当阀盘2与基部10a抵接时,环状凸部2c将着座于基部10a的通道10e的外周侧。因此,当阀盘2抵接基部10a时,通过阀盘2阻塞通道10e的出口端。此外,端口2a对通过的液压油的流动施加阻力,详细情况后述,但当通过通道10e的液压油通过端口2a向阀盘2的背面侧移动时,在作为阀盘2正面侧的阀保持部件侧和背面侧,将产生压力差。另外,在本实施方式的阻尼阀1中,在阀盘2中设有环状凸部2c,然而,在阀保持部件10的基部10a中也可设置包围通道10e外周的阀座。
并且,该阀盘2被滑动自如地安装在阀保持部件10的轴部10b的外周上的环状衬垫25的外周上。衬垫25的轴向厚度比阀盘2的内周轴向厚度更厚,并且,阀盘2可向作为轴向的图3中左右方向移动衬垫25的外周。因此,阀盘2相对于阀保持部件10被组装为浮动状态,通过远离或接近阀保持部件10,可以离座着座于基部10a,并且在离开基部10a后,开放通道10e。此外,在阀座2b中,设置有切口节流孔2d。节流孔可被设置在阀保持部件10或阀盘2的环状凸部2c上以替代切口节流孔2d。
进一步地,叶片阀3被层叠在阀盘2的背面侧。该叶片阀3是层叠多个环状板而构成的层叠叶片阀,内周被组装在轴部10b上,被衬垫25和螺纹连接在轴部10b上的壳体4夹持。因此,叶片阀3外周侧的弯曲是被允许的,并且可以离座着座于阀盘2的阀座2b上。叶片阀3中环状板的外径随着在背面侧层叠而逐渐变小。
此外,由于叶片阀3的内周被层叠在衬垫25上,而外周着座于从阀盘2的背面朝叶片阀3侧突出的阀座2b上,因此,该叶片阀3和阀盘2之间存在空间,在该空间中形成了中间室9。中间室9通过端口2a与通道10e连通。而且,当叶片阀3受经由端口2a作用于中间室9内的压力而弯曲,从阀座2b离座时,与阀盘2之间形成环状间隙,通过通道10e和端口2a的液压油可穿过叶片阀3和阀盘2之间,移动到储液器108。也就是说,即使阀盘2着座于基部10a上,如果由于叶片阀3的弯曲而从阀座2b离座,则端口2a被开放,液压油能够从伸长侧腔室104向储液器108移动。
进一步地,当叶片阀3弯曲并且阀盘2被来自通道10e的压力推压时,整个阀盘2在衬垫25上滑动以离座基部10a,在这种情况下,通过通道10e的液压油经由阀盘2和基部10a之间产生的环状间隙被排出到储液器108。另外,叶片阀3的构成为层叠有多个环状板的层叠叶片阀,但环状板的张数是任意的。
并且,在轴部10b的前端即图1中右端,螺合有壳体4。于是,安装到轴部10b的衬垫25和叶片阀3被阀保持部件10的基部10a和壳体4夹持并固定。另外,如上所述,安装在衬垫25的外周的阀盘2被固定在衬垫25的外周呈浮动状态,能够在轴向上移动。
如图3所示,壳体4具备:在内周有螺纹部(未标记)且被螺合在阀保持部件10的轴部10b上的内筒4a、打开环状间隙处于内筒4a对侧的外筒4b、从内筒4a的图3中右端外周沿直径方向突出并连接到外筒4b的图3中右端的凸缘状的底部4c、从底部4c的反内筒侧突出并在外周具有螺纹部(未标记)的筒状插座4d、贯通底部4c并使内筒4a与外筒4b之间的环状间隙与插座4d内连通的孔4e、以及在插座4d外周沿轴向设置的切口槽4f。
壳体4的内筒4a被螺合在阀保持部件10的轴部10b上时,与阀保持部件10的基部10a协作夹持衬垫25和叶片阀3。此外,在壳体4中的内筒4a的外周作为基端的图3中右端的外径变大而形成台阶部,在该台阶部设置有在与叶片阀3的背面相对的环状面形成的弹簧支撑部4g。该弹簧支撑部4g作为支承板弹簧7的内周的弹簧支座发挥作用。此外,壳体4内还连通到阀保持部件10的中空部10c,并且通过节流孔10d与通道10e上游的伸长侧腔室104内连通。
此外,如图3所示,在外筒4b的内周,滑动自如地插入阀芯6。阀芯6为环状,将作为反叶片阀侧端的一端(图3中右端)的外周部作为一端外周部6a,在该一端外周部6a的内侧具有向另一端侧倾斜的锥部6b,并且以作为叶片阀侧端的另一端(图3中左端)的外周部作为另一端外周部6c,在该另一端外周部6c的内侧具有向一端侧倾斜的锥部6d。此外,如图4所示,阀芯6具备在直径方向贯穿一端外周部6a的多个凹槽6e。另外,在本实施方式的阻尼阀1中,在阀芯6的外周方向以等间隔设置了3个凹槽6e。
阀芯6相对于壳体4可轴向移动,同时使另一端外周部6c与叶片阀3背面的外周部抵接,与壳体4协作形成背压室5。背压室5通过设置在壳体4的底部4c上的孔4e与插座4d内连通。如上所述,由于壳体4内与伸长侧腔室104内连通,因此从伸长侧腔室104排出的液压油经节流孔10d和孔4e导向背压室5。如此一来,通道10e的上游的压力被节流孔10d减压而导入背压室5。
此外,阀芯6在比叶片阀3的外周抵接的阀芯6的另一端外周部6c的更内侧具有锥部6d,因此,即使叶片阀3是越朝向背面其外径越逐渐变小的层叠叶片阀,阀芯6也不干扰。叶片阀3中的环状板的张数和外径可以任意改变设计,通过在阀芯6的作为叶片阀侧端的另一端侧设置锥部6d,可以提高叶片阀3的环状板的张数和外径大小的选择自由度。
板弹簧7在本实施方式的阻尼阀1中为环状盘簧,反叶片阀侧的内周由设置在壳体4上的弹簧支撑部4g支承,并且叶片阀侧的外周由阀芯6的一端外周部6a支承。弹簧支撑部4g的外径比阀芯6的内径小,此外,叶片阀3着座于阀盘2的阀座2b上,阀盘2着座于阀保持部件10的基部10a上,并且,在阀芯6与叶片阀3抵接的状态下,在阀芯6的轴向,与阀芯6的一端外周部6a的板弹簧7的支撑面相比,弹簧支撑部4g的板弹簧7的支撑面配置得更靠叶片阀一侧。也就是说,在图3中,与阀芯6的一端外周部6a相比,壳体4的弹簧支撑部4g配置得更靠左。
因此,在被赋予初始弯曲的弯曲状态下,板弹簧7被安装在阀芯6和弹簧支撑部4g之间,向使阀芯6始终与叶片阀3抵接的方向施力。可通过设定阀芯6的轴向长度和弹簧支撑部4g的轴向位置来设定板弹簧7的初始弯曲量。板弹簧7需要始终对阀芯6施力,以使其不远离叶片阀3,因此在轴向上设定为与阀芯6的一端外周部6a相比,壳体4的弹簧支撑部4g更接近叶片阀3即可。但是,由于板弹簧7的作用力影响阻尼阀1的开阀压力,因此,板弹簧7对阀芯6施加的作用力越小越好,因此最好减小板弹簧7的初始弯曲量。
此外,仅板弹簧7的反叶片阀侧的内周和与叶片阀3的背面相对的弹簧支撑部4g抵接,板弹簧7的内周没有固定地支撑在壳体4上。因此,阀芯6在轴向上朝远离阀盘2的方向移动时,这样不被固定支撑的板弹簧7施加给阀芯6的作用力比内周固定时的板弹簧的作用力小。因此,如果像这样采用了板弹簧7被弹簧支撑部4g支承的结构,由于板弹簧7的外观上的弹簧常数变低,所以在阀芯6朝远离阀盘2的方向移动时,能够抑制板弹簧7对阀芯6施加的作用力增大。
进一步地,由于在阀芯6的一端外周部6a的内侧设置有锥部6b,因此可以增大一端外周部6a的内径。板弹簧7的外周侧的支承直径由阀芯6的一端外周部6a的内径决定,该支承直径越大,越能够降低伴随阀芯6的所述移动而产生的板弹簧7的弯曲量。因此,如果像这样在阀芯6的一端外周部6a的内侧设置锥部6b,则能够降低板弹簧7在外观上的弹簧常数,因此能够抑制阀芯6在远离阀盘2方向移动时板弹簧7施加给阀芯6的作用力的增加。
另外,在阀芯6的一端外周部6a上设有凹槽6e,即使板弹簧7不具备任何孔或凹槽,板弹簧7的图3中左侧的叶片阀侧的腔室和图3中右侧的反叶片阀侧的腔室也通过凹槽6e连通,所以板弹簧7不会将背压室5隔断。为了能够确保背压室5内的板弹簧7的叶片阀侧的腔室和反叶片阀侧的腔室之间不产生差压程度的流路面积而设置了凹槽6e。此外,通过设定凹槽6e的周方向宽度,如图5所示,能够相对于阀芯6的移动量,变更板弹簧7施加给阀芯6的作用力大小的特性。在使凹槽6e的宽度变窄的情况下,如图5中的特性曲线A所示,在板弹簧7的外观上的弹簧常数有变大的趋势,并且在特性曲线A的中途出现的线性区域(板弹簧7的作用力与阀芯6的移动量成比例的区域)变窄。在使凹槽6e的宽度变宽的情况下,如图5中的特性曲线B所示,在板弹簧7的外观上的弹簧常数有变小的趋势,并且在特性曲线B的中途出现的线性区域(板弹簧7的作用力与阀芯6的移动量成比例的区域)变宽。因为如上所述需要确保凹槽6e的流路面积,所以在想要使凹槽6e的宽度变窄时,只需增加凹槽6e的设置数量即可,在想要使凹槽6e的宽度变宽时,只要减少凹槽6e的设置数量即可。因此,可以根据阻尼阀1的要求规格,决定板弹簧7应施加给阀芯6的作用力的特性,并适当设定凹槽6e的设置数量和宽度。另外,也可以代替将凹槽6e设置在阀芯6上以避免背压室5被隔断的做法,板弹簧7使用有孔的板弹簧。
此外,如前面所述,从伸长侧腔室104排出的液压油,经由节流孔10d和孔4e导向背压室5,因此,在叶片阀3的背面,除了有板弹簧7对阀芯6施加的作用力以外,还有通过背压室5的内部压力将叶片阀3推向阀盘2的作用力。即,在缓冲器100进行伸缩动作时,伸长侧腔室104内的压力从正面经由通道10e作用于阀盘2上,同时背面则承受经由叶片阀3的背压室5的内部压力和板弹簧7的作用力。
另外,以阀芯6的外径为直径的圆的面积减去以层叠于叶片阀3最上段的最小直径的环状板的外径为直径的圆的面积后的背面侧承压面积乘以背压室5的压力后的值的力作用于叶片阀3并向阀盘2按压,以阀座2b的内径为直径的圆的面积减去以衬垫25的外径为直径的圆的面积后的正面侧承压面积乘以中间室9的压力后的值的力朝着远离阀盘2的方向作用于叶片阀3。因此,叶片阀3的背面侧承压面积与正面侧承压面积的比决定了增压比,即叶片阀3的开阀压力与背压室5内压力的比。
而且,由于伸长侧腔室104内的压力,当中间室9内的压力升高,使叶片阀3的外周向图3中右侧弯曲的力能够克服背压室5的内部压力和板弹簧7施加的作用力时,叶片阀3弯曲并从阀座2b离座,并在叶片阀3和阀盘2之间形成间隙,通道10e被开放。在该实施方式中,阀座2b的内径比环状凸部2c的内径大,在阀盘2接受通道10e侧的压力的承压面积与阀盘2接受中间室9侧的压力的承压面积之间存在面积差,当由端口2a产生的差压没有达到使阀盘2从阀保持部件10的基部10a离座的开阀压力时,阀盘2着座于基部10a上。另一方面,当叶片阀3弯曲而处于开阀状态时,由端口2a产生的差压达到使阀盘2从基部10a离座的开阀压力时,阀盘2也从基部10a离座以开放通道10e。也就是说,设定的叶片阀3中的增压比小于中间室9的压力和阀盘2的开阀压力的比,即阀盘2中的增压比,叶片阀3开阀时的伸长侧腔室104内的压力低于阀盘2开阀时的伸长侧腔室104内的压力。即,设定为叶片阀3的开阀压力低于阀盘2的开阀压力。
接下来,在壳体4内的插座4d以及内筒4a的图3中右端部的内侧收容有筒状的阀座部件21。该阀座部件21构成为具备有底筒状的小径筒部21a、从小径筒部21a的图3中右端的端部外周向外突出的凸缘部21b、从凸缘部21b的外周向与小径筒部21a相反侧延伸的大径筒部21c、从小径筒部21a的侧面向凸缘部21b的内周倾斜地开口的通孔21d、径向贯通大径筒部21c并连通大径筒部21c内外的切口21e、从凸缘部21b的图3中右端内周沿轴向突出的环状的控制阀阀座21f。
阀座部件21将大径筒部21c嵌合在壳体4的插座4d内,从而收容在壳体4内。另外,阀座部件21内经由在切口21e和插座4d上设置的切口槽4f与储液器108连通。此外,小径筒部21a的外径小于壳体4的内筒4a的内径,阀座部件21内经由通孔21d和阀保持部件10的中空部10c以及节流孔10d与伸长侧腔室104连通。
接下来,控制阀体22滑动自如地插入于阀座部件21的小径筒部21a内。详细来说,控制阀体22构成为具备:滑动自如地插入小径筒部21a内的作为阀座部件侧的图3中左端侧的小径部22a、作为反阀座部件侧的图3中右端侧的大径部22b、设于小径部22a和大径部22b之间的环状凹部22c、设于反阀座部件侧端外周的凸缘状的弹簧支撑部22d、从控制阀体22的前端向后端连通的连通道22e、设于连通道22e中途的节流孔22f。
而且,当控制阀体22在可相对于阀座部件21在允许范围内沿轴向移动时,控制阀体22的凹部22c总是与通孔21d相对,以避免控制阀体22阻塞通孔21d。
此外,在控制阀体22中,如前面所述,以凹部22c为界,反阀座部件侧的外径为大径,在大径部22b的图3中左端具备与阀座部件21的控制阀阀座21f对置的环状阀部22g,通过控制阀体22相对于阀座部件21沿轴向移动,使阀部22g离座着座于控制阀阀座21f。
进一步地,在弹簧支撑部22d与凸缘部21b之间,装有对控制阀体22向反阀座部件侧施力的螺旋弹簧33。控制阀体22始终被螺旋弹簧33推向反阀座部件侧。这样一来,控制阀体22被螺旋弹簧33推向远离阀座部件21的方向,另一方面,还受到螺线管40着座于阀座部件21方向的推力。
这样一来,由控制阀体22、阀座部件21、螺旋弹簧33以及螺线管40构成控制阀24,当阀部22g着座于控制阀阀座21f时控制阀24关闭。控制阀24在关闭状态下切断阀保持部件10的中空部10c与阀座部件21内的连通,在打开状态下,将中空部10c连通至阀座部件21内。因此,当控制阀24打开时,伸长侧腔室104经由中空部10c、节流孔10d、通孔21d、阀座部件21内、切口21e及切口槽4f与储液器108连通。这样,在本实施方式中,通过中空部10c、节流孔10d、通孔21d、阀座部件21、切口21e和切口槽4f形成先导通道23。先导通道23的节流孔10d的下游通过壳体4的孔4e通向背压室5,先导通道23的节流孔10d的下游压力可以通过控制控制阀24的开阀压力来调节。
控制阀24的开阀压力由后述的螺线管40控制,根据赋予螺线管40的电流量,可以调整背压室5内的压力。由于背压室5内的压力作用在叶片阀3的背面,因此在本实施方式的阻尼阀1中,能够通过调节给予螺线管40的电流量来调节叶片阀3的开阀压力,从而能够使缓冲器100产生的阻尼力发生大小变化。
另外,在这种情况下,利用螺旋弹簧33将控制阀体22向远离阀座部件21的方向施力,但是也可以使用除了螺旋弹簧33之外可发挥作用力的弹性体。进一步地,柱塞34嵌合在控制阀体22的大径部22b内。
此外,当控制阀体22被插入到阀座部件21的小径筒部21a内时,在小径筒部21a内,在比通孔21d更靠前端侧形成空间26。该空间26经由设置在控制阀体22中的连通道22e、节流孔22f及设置在柱塞34中的通孔34a与控制阀24外连通。由此,当控制阀体22相对于阀座部件21向图1中左右方向进行轴向移动时,所述空间26作为缓冲器发挥作用,能够抑制控制阀体22的陡峭位移,并且还能够抑制控制阀体22的振动运动。
这样构成的阻尼阀1的各部被收容在设置于缓冲器100的外筒109的开口处安装的套筒109a内,同时通过螺线管40与可旋转地安装在套筒109a上的螺母120螺合而固定在缓冲器100上。
如图6所示,螺线管40具备由树脂模成型的筒状线圈41、由嵌合在线圈41的内周的筒状非磁性体形成的填充环42、与线圈41的图6中右端抵接的同时嵌合在填充环42的图6中右端的内周的第一固定铁芯43、与线圈41的图6中左端抵接并以第一固定铁芯43有空隙且嵌合在填充环42的图6中左端的内周的第二固定铁芯44、可上下移动地布置在第一固定铁芯43和第二固定铁芯44之间的第一可动铁芯45和第二可动铁芯46、使第一可动铁芯45朝向控制阀侧向图6中左侧施力的弹簧47、限制第一可动铁芯45相对于第二可动铁芯46向下的移动量的盘簧48、以及限制第二可动铁芯46向下的移动量的盘簧49。
线圈41被树脂模成型为筒状,配置在第一可动铁芯45和第二可动铁芯46的外周。线圈41的内周嵌合有由非磁性体形成的筒状填充环42。填充环42具备从图6中的左端侧的内周向内侧突出的环状凸缘42a和设置于图6中右端内周的环状槽42b。
第一固定铁芯43由磁性体形成,其具备与树脂模成型线圈41的图6中右端抵接的圆盘状底座43a、以及从底座43a突起并嵌合在填充环42内周的筒状嵌合部43b。
第二固定铁芯44由磁性体形成,其具备与树脂模成型线圈41的图6中左端抵接的环状底座44a、从底座44a的外周突起的筒状壳体部44b、和从底座44a的内周侧突起而嵌合到填充环42的内周的筒状嵌合部44c。
壳体部44b的内周容纳了线圈41和嵌合在线圈41的内周的填充环42,并且壳体部44b的图6中右端侧内周容纳了第一固定铁芯43。而且,通过从外周紧固壳体部44b的图6中右端,第一固定铁芯43被夹持固定在壳体部44b。当第一固定铁芯43被固定在壳体部44b上时,线圈41和填充环42被第一固定铁芯43的底座43a和第二固定铁芯44的底座44a夹持,并且由于各嵌合部43b、44c被嵌合在填充环42的内周且线圈41被嵌合在壳体部44b内,因此线圈41和填充环42在轴向和径向上受约束的状态下被收容在第一固定铁芯43和第二固定铁芯44之间。
此外,在作为第二固定铁芯44的嵌合部44c的前端的图6中右端外周上设置锥状的倒角部44d,与填充环42之间形成环状间隙。在该环状间隙中容纳有密封环50。密封环50与设置在填充环42内周的凸缘42a和嵌合部44c的倒角部44d密接,将第二固定铁芯44与填充环42之间密封。进一步地,在设置于填充环42的图6中右端内周的环状槽42b内安装有与第一固定铁芯43的嵌合部43b外周密接的密封环51。密封环51在第一固定铁芯43和填充环42之间密封。
在填充环42的内周,在第一固定铁芯43的嵌合部43b与第二固定铁芯44的嵌合部44c之间,滑动自如地插入有第一可动铁芯45。
此外,在第二固定铁芯44的底座44a的图1左端设有向左突出并与阻尼阀1上的壳体4的插座4d的外周螺合的连接筒44e。
第一可动铁芯45由磁性体形成,具备滑动接触填充环42内周的滑动筒45a、呈筒状且配置于滑动筒45a的内侧并且具有向内周突出的环状弹簧支座45c的弹簧支撑筒45b、以及连接滑动筒45a与弹簧支撑筒45b的图6中端的环状部45d。第一可动铁芯45的滑动筒45a的轴向长度比第一固定铁芯43的嵌合部43b和第二固定铁芯44的嵌合部44c之间的轴向距离短。因此,第一可动铁芯45能够在第一固定铁芯43和第二固定铁芯44之间,被引导移动至填充环42的同时沿轴向位移。而且,第一可动铁芯45使环状部45d与第一固定铁芯43的嵌合部43b的图6中左端面相对。
此外,在设置于弹簧支撑筒45b的内周的弹簧支座45c和第一固定铁芯43的底座43a之间,安装了弹簧47,使第一可动铁芯45始终沿轴向朝远离第一固定铁芯43的方向施力。弹簧47的一端被插入到嵌合部43b的内周,并且另一端侧被插入到弹簧支撑筒45b内,防止弹簧47在径向上的位置偏离。
第二可动铁芯46由磁性体形成,具备筒部46a和阻塞筒部46a的图6中左端的底部46b,为有底筒状,使筒部46a的外周滑动接触第一可动铁芯45的滑动筒45a的内周。另外,筒部46a的内径被设为比第一可动铁芯45的弹簧支撑筒45b的外径大。因此,第二可动铁芯46被引导移至筒部46a滑动接触的第一可动铁芯45的滑动筒45a处,能够相对于第一可动铁芯45沿轴向进行相对移动。由于第一可动铁芯45将滑动筒45a的外周滑动接触到填充环42上,因此第一可动铁芯45和第二可动铁芯46均能沿轴向移动且不会使填充环42发生轴向晃动。另外,第二可动铁芯46的底部46b的外周始终与第二固定铁芯44的嵌合部44c的内周相接。
此外,在筒部46a与弹簧支撑筒45b之间形成有环状间隙,因此由第二可动铁芯46的筒部46a、第一可动铁芯45的滑动筒45a、弹簧支撑筒45b以及环状部45d所包围的空间不封闭。此外,在第二可动铁芯46的底部46b设有连通第二可动铁芯46的内外的连通孔46c,连通到弹簧支撑筒45b内的第二可动铁芯46内也不会被封闭。
因此,第二可动铁芯46能够相对于第一可动铁芯45沿轴向平滑移动,并且第一可动铁芯45也能够相对于填充环42和第二可动铁芯46沿轴向平滑移动。
此外,弹簧47将第一可动铁芯45向第二固定铁芯侧施力。盘簧48在第一可动铁芯45和第二可动铁芯46沿轴向靠近压缩时发挥弹力作用,以限制第一可动铁芯45和第二固定铁芯44的进一步靠近。盘簧49在第二可动铁芯46沿轴向靠近第二固定铁芯44压缩时发挥弹力作用,以限制第二可动铁芯46向第二固定铁芯44进一步靠近。另外,也可以代替盘簧48、49设置波形垫圈或橡胶等弹性体,如果能够限制第一可动铁芯45和第二可动铁芯46的靠近、第二可动铁芯46和第二固定铁芯44的靠近,则也可以设置弹性体以外的部件。
如前面所述,第一固定铁芯43、第二固定铁芯44、第一可动铁芯45以及第二可动铁芯46分别由磁性体形成,在螺线管40上形成了磁路P。因此,当对线圈41通电时,在线圈41中产生的磁场将通过第一固定铁芯43、第二固定铁芯44、第一可动铁芯45以及第二可动铁芯46再返回线圈41。因此,当对线圈41通电时,第一可动铁芯45被配置在图6中右侧的第一固定铁芯43吸引,同时第二可动铁芯46被配置在图6中左侧的第二固定铁芯44吸引。也就是说,当对螺线管40中的线圈41通电时,第一可动铁芯45和第二可动铁芯46彼此沿轴向朝远离的方向被吸引。
如此构成的螺线管40在通过将壳体4螺合在第二固定铁芯44上而被组装到阻尼阀1上之后,第二固定铁芯44的图6中左端的外周上设置的螺纹部(未标记)被螺合在缓冲器100的外筒109的套筒109a上设置的螺母120上,以此安装到缓冲器100上。当这样安装第二固定铁芯44时,由于在第二固定铁芯44内收容有螺线管40的所有构成部件,因此能够将螺线管40安装在缓冲器100上。
当如上所述将螺线管40安装在缓冲器100上时,第二可动铁芯46的底部46b将抵接在安装于控制阀24的控制阀体22后端的柱塞34上。因此,螺线管40所产生的推力经由柱塞34传递给控制阀体22。控制阀体22受到螺旋弹簧33在开阀方向的作用力,另一方面,由于在关阀方向受到螺线管40的推力,因此当调整螺线管40的推力时,可以调节控制阀体22凭借从先导通道23受到的压力而远离阀座部件21时的压力,即可以调节控制阀24的开阀压力。关于在先导通道23的控制阀24的上游、且在节流孔10d下游的压力,由于其变得等于控制阀24的开阀压力,所以背压室5的压力也等于控制阀24的开阀压力。因此,通过调整螺线管40的推力,可以控制背压室5内的压力。
接下来,图7示出了供给螺线管40的电流量与螺线管40向控制阀24中的控制阀体22施加的力之间的关系。图7中,电流量Ia为使处于远离第一固定铁芯43的状态的第一可动铁芯45吸附到第一固定铁芯43上所需的最低限度的电流量,电流量Ib为使第一可动铁芯45吸附到第一固定铁芯43上后维持第一固定铁芯43与第一可动铁芯45的吸附状态所需的最低限度的电流量。另外,电流量Ic将在后文描述。另外,表示有螺线管40的各个图示出了向线圈41供电、使第一可动铁芯45吸附在第一固定铁芯43上的状态。
首先,当向线圈41供给的电流量为零时,也就是说,在螺线管40未通电时,第一可动铁芯45因弹簧47的作用力而被向图6中左侧按下,并隔着盘簧48抵接于第二可动铁芯46,第二可动铁芯46与控制阀体22一起被向左侧按下。如此,在螺线管40未通电时,控制阀体22通过第二可动铁芯46、盘簧48以及第一可动铁芯45受到因弹簧47产生的向左的力。即,螺线管40未通电时,螺线管40向控制阀体22施加因弹簧47的作用力引起的向左的力。
接着,在增加供给至螺线管40的电流量的情况下,将第一可动铁芯45向第一固定铁芯43吸引的图6中向右的力会增大,并且将第二可动铁芯46向第二固定铁芯44吸引的图6中向左的力也会增大。在这种情况下,在供给至螺线管40的电流量不足电流量Ia的区域中,虽然弹簧47的作用力传递至控制阀体22,但是将第一可动铁芯45向右侧施力的弹簧47的部分力会被将第一可动铁芯45向左侧(第一固定铁芯43侧)吸引的力所抵消。因此,在电流量不足电流量Ia的区域中,向螺线管40供给的电流量越大,则螺线管40向控制阀体22施加的向左的力越小。
另一方面,在增加供给至螺线管40的电流量的情况下,在该电流量为电流量Ia以上的区域中,第一可动铁芯45抵抗弹簧47的作用力,被向第一固定铁芯43吸引并吸附。在这样的状态下,弹簧47的作用力不会传递至第二可动铁芯46,只有将第二可动铁芯46向第二固定铁芯44吸引的力才会作用于向下按压控制阀体22的方向。吸引该第二可动铁芯46的图6中向左的力与供给至螺线管40的电流量成正比地增大,因此在供给至螺线管40的电流量为电流量Ia以上的区域中,供给至螺线管40的电流量越大,则螺线管40对控制阀体22施加的向左的力越与该电流量成正比地增加。
相反,在第一可动铁芯45吸附在第一固定铁芯43上,弹簧47的作用力不传递至第二可动铁芯46的状态下,减少供给至螺线管40的电流量时,将第一可动铁芯45向第一固定铁芯43吸引的图6中向右的力减小,并且将第二可动铁芯46向第二固定铁芯44吸引的图6中向左的力也减小。即使在这样的情况下,在供给至螺线管40的电流量为电流量Ib以上的区域内,也维持第一可动铁芯45被吸附到第一固定铁芯43上,弹簧47的作用力不传递至第二可动铁芯46的状态。因此,在向螺线管40供给的电流量为电流量Ib以上的区域中,向螺线管40供给的电流量越少,则螺线管40向控制阀体22施加的向左的力越与该电流量成比例地减小。
另一方面,在第一可动铁芯45吸附到第一固定铁芯43上,弹簧47的作用力不传递至第二可动铁芯46的状态下,减少供给至螺线管40的电流量时,如果该电流量小于电流量Ib的区域,则因弹簧47的作用力而解除第一可动铁芯45与第一固定铁芯43的吸附状态,使弹簧47的作用力传递至第二可动铁芯46。因此,在电流量不足电流量Ib的区域中,向螺线管40供给的电流量越小,则螺线管40向控制阀体22施加的图6中向左的力越大。
从图7也可以看出,维持第一可动铁芯45与第一固定铁芯43的吸附所需的最低限度的电流量即Ib小于使处于分离状态的第一可动铁芯45吸附到第一固定铁芯43上所需的最低限度的电流量即电流量Ia(Ia>Ib)。因此,螺线管40向控制阀体22施加的力相对于向螺线管40供给的电流量的特性是呈迟滞现象的特性。另外,为了便于理解,图7将向螺线管40供给的电流量较小的区域夸大显示。
而且,在本实施方式中,在想要控制供给至螺线管40的电流量从而控制螺线管40对控制阀体22施加的力时,先供给电流量Ia以上的电流使第一可动铁芯45吸附到第一固定铁芯43上,然后供给至螺线管40的电流量被控制在大于电流量Ib的电流量Ic以上的范围内。一旦第一可动铁芯45被第一固定铁芯43吸附,只要供给螺线管40的电流量不小于Ib,第一可动铁芯45就不会与第一固定铁芯43分离,因此电流量Ic如果比电流量Ib大,则可以小于电流量Ia。由此,在控制向螺线管40的通电量的正常时,维持第一可动铁芯45被吸附到第一固定铁芯43上的状态,因此供给至螺线管40的电流量与螺线管40对控制阀体22施加的图6中向左的力成比例关系,供给至螺线管40的电流量越大,则该力也就越大。
在该正常时(控制时),将向螺线管40通电而产生的磁力所引起的螺线管40向控制阀体22施加的力称为螺线管40的“推力”。即,通过控制向螺线管40供给的电流量,可以对螺线管40的推力实施控制。此外,在本实施方式中,向螺线管40供给的电流量与螺线管40向控制阀体22施加的推力的关系是正比例关系,供给电流量越大,则推力越大,供给电流量越小,则推力越小。
另一方面,对螺线管40的通电被切断从而发生故障时,与未通电时的情况相同,控制阀体22被螺线管40的弹簧47如图6中向左施力,该作用力可根据弹簧常数等弹簧47的规格预先决定。此外,故障时(未通电时)对控制阀体22施力的弹簧47的作用力的方向与正常时施加到控制阀体22的推力的方向相同。另外,在切断向螺线管40通电的状态下,弹簧47的作用力大于螺旋弹簧33使控制阀体22与阀座部件21分开的作用力。因此,螺线管40即使在不通电时也能够发挥使控制阀体22抵抗螺旋弹簧33而着座于阀座部件21的推力。
如此,正常情况下,向螺线管40的线圈41供给的电流量控制在电流量Ic以上,通电量越大,螺线管40的推力越大。也就是说,当向螺线管40的通电量变大时,使控制阀体22与螺旋弹簧33对置而向关阀方向按压的螺线管40的推力变大,因此控制阀24的开阀压力升高。因此,在正常情况下,以给螺线管40的通电量作为电流量Ic,则控制阀24的开阀压力最小,背压室5的压力最低,叶片阀3的开阀压力最小。另一方面,给螺线管40的通电量设为最大,则控制阀24的开阀压力最大,背压室5的压力最高,叶片阀3的开阀压力最大。另外,根据线圈41或电源的规格等,适当确定对螺线管40的通电量的最大值。
此外,如前面所述,在故障时,螺线管40将弹簧47的作用力传递给控制阀体22,并对螺旋弹簧33产生相对的推力。因此,在故障时,控制阀体22会以弹簧47的作用力减去螺旋弹簧33的作用力后的力按压在阀座部件21上,因此控制阀24的开阀压力将根据弹簧47和螺旋弹簧33的弹簧常数等的规格来确定。因此,即使在故障时,也可以预先设定控制阀24的开阀压力,将背压室5的压力作为预先设定的所述开阀压力,任意设定叶片阀3的开阀压力。
下面对本实施方式所涉及的阻尼阀1和具备阻尼阀1的缓冲器100的动作进行说明。当缓冲器100伸缩,液压油经阻尼阀1从伸长侧腔室104排出到储液器108中,在阻尼阀1正常工作时,通道10e与先导通道23上游的压力升高,由此向螺线管40供电来调节控制阀24的开阀压力,则先导通道23中的节流孔10d与控制阀24之间的压力被导入背压室5。
背压室5的内部压力由控制阀24的开阀压力控制,该开阀压力由螺线管40调节,可以调节作用在叶片阀3背面的压力,进而可以控制叶片阀3打开通道10e的开阀压力。
更详细来说,由于伸长侧腔室104内的压力,当中间室9内的压力升高,使叶片阀3的外周向图3中右侧弯曲的力能够克服背压室5的内部压力和板弹簧7施加的作用力时,叶片阀3弯曲并从阀座2b离座,并在叶片阀3和阀盘2之间形成间隙,通道10e被开放。因此,当通过控制阀24对背压室5内的压力进行大小调节时,能够调节使叶片阀3离开阀座2b的中间室9的压力大小。也就是说,叶片阀3的开阀压力可以通过供给螺线管40的电流量来控制。因此,缓冲器100的阻尼力特性(阻尼力相对于活塞速度的特性)如图8所示,在叶片阀3打开之前,由于液压油通过阻尼阀1的滑动间隙以及切口节流孔2d,因此阻尼系数较大(图8中线X部分),而当叶片阀3从阀座2b远离打开通道10e时,如图8中线Y所示,斜率变小,即阻尼系数变小。
此外,如上所述,由于叶片阀3中的增压比小于阀盘2中的增压比,所以叶片阀3的开阀压力小于阀盘2的开阀压力,因此当端口2a产生的差压没有达到使阀盘2从基部10a脱离的开阀压力时,阀盘2就保持着坐于基部10a上。另一方面,当叶片阀3弯曲而处于开阀状态时,缓冲器100的活塞速度变快,由端口2a产生的差压达到使阀盘2从基部10a离座的开阀压力时,阀盘2也从基部10a离座以开放通道10e。于是,在只有叶片阀3处于开阀状态、通道10e仅通过端口2a与储液器108连通的情况下,当阀盘2从基部10a离座时,通道10e不通过端口2a直接与储液器108连通,流路面积变大,因此,如图8中线Z所示,与只有叶片阀3处于开阀状态的情况相比,缓冲器100的阻尼力特性的斜率将变小,即阻尼系数将变得更小。
当调节对螺线管40的通电量以增大或减小控制阀24的开阀压力时,可以改变缓冲器100的阻尼力特性,从而使线Y和线Z在图8中虚线表示的范围内上下移动。
此外,可以使叶片阀3的增压比小于阀盘2的增压比,这样叶片阀3的开阀压力就变得小于阀盘2的开阀压力,分两个阶段释放通道10e,因此,在该阻尼阀1上,可以在使控制阀24的开阀压力最小的全软状态下减小阻尼力的同时,还可以增大阻尼力的可变范围。
因此,通过本实施方式的阻尼阀1,当缓冲器100的活塞速度处于低速范围时,可以输出小阻尼力,不会出现阻尼力过大,也可以提高活塞速度达到高速区时所要求的硬阻尼力的上限,不会导致阻尼力不足。因此,如果将该阻尼阀1应用于缓冲器100,则可加大阻尼力可变范围,从而能够提高车辆的乘坐舒适性。
另外,在本实施方式的情况下,控制阀24具备阀座部件21和控制阀体22,其中阀座部件21具备呈筒状且具有连通内外的通孔21d的小径筒部21a以及设置于该小径筒部21a的端部的环状的控制阀阀座21f;而控制阀体22具备滑动自如地插入小径筒部21a内的小径部22a、大径部22b、设于小径部22a与大径部22b之间的与通孔21d对置的凹部22c,控制阀体22中的大径部22b的端部可离座着座于控制阀阀座21f。因此,该控制阀24能够减小受到压力作用控制阀体22从阀座部件21脱离时的承压面积,减小承压面积的同时能够增大开阀时的流路面积。这样,能够减少控制阀体22的承压面积,降低螺线管40应输出的推力,并且,通过增大开阀时的流路面积,能够降低控制阀体22的移动量,从而能够减少控制阀24过度开阀的过冲。
此外,在故障时,将供给螺线管40的电流切断,但螺线管40具备第一可动铁芯45和第二可动铁芯46,即使在非通电状态下,也能够通过弹簧47向控制阀体22施加与通电时相同方向的推力。因此,根据本实施方式的阻尼阀1,在故障时也能够使螺线管40产生推力,将叶片阀3的开阀压力设定为预先任意设定的值,使缓冲器100发挥充分的阻尼力。
另外,发生故障时,在不能对控制阀体22施加推力的普通拉伸型螺线管中,背压室5内的压力非常低,叶片阀3的开阀压力也非常低,从而导致缓冲器的阻尼力不足。因此,在利用这种螺线管的情况下,阻尼阀的结构变得复杂,例如在故障时另外还需要使背压室5的压力上升的故障阀等。相反,在本实施方式的阻尼阀1中,可以在故障时使缓冲器100发挥预先设定的阻尼力,而无需另外设置故障阀。
此外,在故障时,对控制阀体22施加最大推力的普通推压式螺线管,背压室5内的压力最大,叶片阀3的开阀压力最大,从而导致缓冲器的阻尼力过大。因此,在利用这种螺线管的情况下,阻尼阀的结构也会变得复杂,例如在故障时另外还需要使背压室5的压力调至正常的故障阀等。相反,在本实施方式的阻尼阀1中,可以在故障时使缓冲器100发挥预先设定的阻尼力,而无需另外设置故障阀。
阻尼阀1和缓冲器100以上述方式动作。而且,本实施方式的阻尼阀1具备:具有端口2a和包围端口2a的阀座2b的阀盘2、正面侧离座着座于阀座2b从而开闭端口2a的叶片阀3、设置在叶片阀3背面侧的筒状的壳体4、与叶片阀3背面抵接并被滑动自如地插入壳体4的内周而与壳体4一起形成在内侧对叶片阀3施加背压的背压室5的环状阀芯6、位于叶片阀3背面侧且面对背压室5内同时外径小于阀芯6内径的环状弹簧支撑部4g、安装在作为阀芯6的反叶片阀侧端的一端与弹簧支撑部4g之间且在与叶片阀3抵接方向对阀芯6施加作用力的环状板弹簧7。
在这样构成的阻尼阀1中,阀芯6被配置在壳体4的内周,可以减小阀芯6的内外径,同时,由于对阀芯6施力的板弹簧7被阀芯6的反叶片阀侧端所支撑,所以在阀芯6的内周不需要设置支撑板弹簧7的弹簧支座。因此,根据本实施方式的阻尼阀1,可以减小阀芯6的体积,减小阀芯6的惯性质量,因此,在叶片阀3开闭时,阀芯6的惯性影响减小,从而可以加快对于叶片阀3开闭动作的响应性。
此外,在本实施方式的阻尼阀1中,弹簧支撑部4g与叶片阀3的背面相对,仅与板弹簧7的内周端的反叶片阀侧抵接。在这样构成的阻尼阀1中,由于只有板弹簧7的反叶片阀侧的内周与面向叶片阀3的背面的弹簧支撑部4g抵接,所以,由于板弹簧7的内周没有被固定地支撑在壳体4上,因此,能够降低板弹簧7对阀芯6移动量的整体弯曲量,从而降低板弹簧7的外观上的弹簧常数。在此,当要进一步降低阀芯6的惯性质量时,会减小阀芯6的内外径,但如果这样,板弹簧7的内外径差就会变小,弹簧常数就会变大,每个产品的叶片阀3的开阀压力就会不稳定。但是,在本实施方式的阻尼阀1中,能够降低板弹簧7的外观上的弹簧常数,降低板弹簧7对叶片阀3的开阀压力的影响,因此,即使阀芯6的内外径和惯性质量变得更小,也可以防止阻尼力的不稳定。也就是说,通过这样构成的阻尼阀1,可进一步降低阀芯6的惯性质量,在叶片阀3的开闭动作中可进一步提高响应性。
进一步地,本实施方式的阻尼阀1都构成为:阀芯6在作为一端的外周部的一端外周部6a的内侧具有锥部6b,板弹簧7相对于阀芯6仅与一端外周部6a抵接。在这样构成的阻尼阀1中,可以使板弹簧7的外周侧的支承径变大,并降低板弹簧7的弯曲量。因此,这样在阀芯6的一端外周部6a的内侧设置锥部6b,则能够降低板弹簧7的外观上的弹簧常数。因此,根据这样构成的阻尼阀1,与不固定地支撑上述板弹簧7的内周的情况相同,可进一步降低阀芯6的惯性质量,在叶片阀3的开闭动作中可进一步提高响应性。
加之本实施方式的阻尼阀1构成为:阀芯6在作为叶片阀侧端的另一端的外周部的另一端外周部6c的内侧具有锥部6d,叶片阀3仅与阀芯6的另一端外周部6c抵接。根据这样构成的阻尼阀1,即使由于阀芯6的锥部6d而使叶片阀3弯曲,阀芯6也不会与叶片阀3发生干扰,因此提高了叶片阀3中的环状板张数和外径大小的选择自由度。
此外,本实施方式的阻尼阀1还具备连通背压室5内与端口2a的上游侧的先导通道23、以及控制背压室5内的压力的控制阀24。根据这样构成的阻尼阀1,可以通过控制阀24来调整背压室5内的压力,变更叶片阀3的开阀压力,从而调整缓冲器100的阻尼力。在该实施方式的情况下,在先导通道23中设置节流孔10d,并将通道10e的压力减压后导入背压室5,但也可以使用节流孔以外的阻风门等其他阀来减压。
另外,在本实施方式的阻尼阀1的情况下,通过螺线管40控制背压室5的压力,来控制阀盘2和叶片阀3的开阀压力,但是,即使不用螺线管40控制控制阀24的开阀压力,控制阀24作为被动的压力控制阀不对背压室5进行压力控制,也能够使叶片阀3的增压比小于阀盘2的增压比,因此,阻尼特性能够分两个阶段变化,当活塞速度在低速范围时能够输出较小的阻尼力,不会出现阻尼力过大,而当活塞速度在高速区时能够输出较大的阻尼力,消除阻尼力不足的情况。
进一步地,由于阀盘2在浮动状态下相对于阀保持部件10进行层叠,因此可将通道10e大幅打开,从而减小阀盘2开阀时的阻尼系数,很容易通过螺线管40来控制阻尼力。此外,由于叶片阀3是环状且内周固定于阀保持部件10上、外周离座着座于阀座2b的叶片阀,因此即使设置阀盘2,使阻尼力分两个阶段变化,也要通过叶片阀3对阀盘2施力,以帮助阀盘2在开放通道10e后恢复到着座于基部10a的位置,因此,在缓冲器100的伸缩方向切换时等,也不会产生通道10e的关闭延迟,不会损害产生阻尼力的响应性。
此外,本实施方式的缓冲器100构成为具备:气缸101、可移动自如地插入到气缸101内且将气缸101内划分为填充有液体的伸长侧腔室104和压缩侧腔室105的活塞102、与活塞102连接的杆件103、存储液体的储液器108、仅允许液压油从储液器108流向压缩侧腔室105的吸入通道110、仅允许液压油从压缩侧腔室105流向伸长侧腔室104的整流通道111、连通伸长侧腔室104和储液器108的排出通道106、以伸长侧腔室104为端口2a的上游以及以储液器108为端口2a的下游且设置在排出通道106的阻尼阀1。
根据这样构成的缓冲器100,其构成为伸缩时液体必须从气缸101内通过排出通道106向储液器108排出的单向型缓冲器,对于该液体的流动,由一个响应性良好的阻尼阀1施加阻力,因此产生阻尼力的响应性得到提高。
另外,当如上所述将阻尼阀1应用于单向型缓冲器100时,不管缓冲器100的伸缩方向如何,都可以提高产生阻尼力的响应性,也可以应用于双向型缓冲器。双向型缓冲器包括在气缸内具备气室的单筒型缓冲器和在气缸外设有储液器的多筒型缓冲器。在单筒型缓冲器的情况下,活塞具备允许液体从伸长侧腔室流向压缩侧腔室的伸长侧通道和允许液体从压缩侧腔室流向伸长侧腔室的压缩侧通道,在多筒型缓冲器的情况下,除了这些伸长侧通道和压缩侧通道之外,还具备设置在气缸外的允许液体从储液器流向压缩侧腔室的吸入通道和允许液体从压缩侧腔室流向储液器的排出通道。具备螺线管40的阻尼阀1可以设置在伸长侧通道、压缩侧通道和排出通道中的任一个中,这样具备阻尼阀1的缓冲器可以通过变更供给螺线管40的电流量来调节产生的阻尼力的大小,并且提高阻尼力产生的响应性。
此外,在本实施方式的阻尼阀1中,开闭设置在阀保持部件10的基部10a的通道10e时使用的阀盘2的端口2a由叶片阀3来开闭,使阻尼力分两个阶段变化,但在阻尼力不需要分两个阶段变化的情况下,也可以采用如下结构:废除阀盘2,将阀保持部件10的基部10a用作阀盘,再以基部10a的通道10e为端口,在基部10a上设置包围通道10e的阀座,然后通道10e由叶片阀3来开闭。
上面已经详细说明了本发明的优选实施方式,但只要不脱离权利要求的范围,可以进行改造、变形及变更。
本申请要求基于2020年9月29日向日本专利局提交的日本专利申请特愿2020-163068的优先权,该申请的全部内容通过引用并入本说明书。

Claims (6)

1.一种阻尼阀,
其具备:
具有端口和包围所述端口的阀座的阀盘;
使正面侧离座着座于所述阀座从而开闭所述端口的叶片阀;
设置在所述叶片阀背面的筒状的壳体;
与所述叶片阀背面抵接并被滑动自如地插入所述壳体的内周而与所述壳体一起形成在内侧对所述叶片阀施加背压的背压室的环状阀芯;
位于所述叶片阀背面侧且面对所述背压室内同时外径小于所述阀芯内径的环状弹簧支撑部;
安装在作为所述阀芯的反叶片阀侧端的一端与所述弹簧支撑部之间且在与所述叶片阀抵接方向对所述阀芯施加作用力的环状板弹簧。
2.根据权利要求1所述的阻尼阀,
其中:
所述弹簧支撑部与所述叶片阀的背面相对,仅与所述板弹簧的内周端的反叶片阀侧抵接。
3.根据权利要求1所述的阻尼阀,
其中:
所述阀芯在作为所述一端的外周部的一端外周部的内侧具有锥部,
所述板弹簧相对于所述阀芯仅与所述一端外周部抵接。
4.根据权利要求1所述的阻尼阀,
其中:
所述阀芯在作为叶片阀侧端的另一端中的外周部的另一端外周部的内侧具有锥部,
所述叶片阀仅与所述阀芯的所述另一端外周部抵接。
5.根据权利要求1所述的阻尼阀,
其具备:
连通所述背压室内和所述端口的上游侧的先导通道,
控制所述背压室内的压力的控制阀。
6.一种缓冲器,
其具备:
气缸;
可移动自如地插入到所述气缸内且将所述气缸内划分为填充有液体的伸长侧腔室和压缩侧腔室的活塞;
与所述活塞连接的杆件;
存储液体的储液器;
仅允许液体从所述压缩侧腔室流向所述伸长侧腔室的整流通道;
仅允许液体从所述储液器流向所述压缩侧腔室的吸入通道;
连通所述伸长侧腔室与所述储液器的排出通道;
以所述伸长侧腔室作为所述端口的上游,以所述储液器作为所述端口的下游,被设置在所述排出通道的权利要求1至5中任一项所述的阻尼阀。
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