JP2003028228A

JP2003028228A - 減衰弁

Info

Publication number: JP2003028228A
Application number: JP2001216615A
Authority: JP
Inventors: Koji Mihashi; 浩司三橋; Tomokazu Nakano; 智和中野
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2003-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】減衰特性を二段階に切り換えることのできる
安価な減衰弁を提供することである。【解決手段】組み付け孔４４に組み込んだ弁体４６
と、弁体４６をシート部５２に押しつけるスプリング４
７と、弁体４６の先端に取り付けた凸部４９と、凸部４
９を臨ませた連通孔４５とを備え、上記連通孔４５側の
高圧の作用によってシート部５２から弁体４６が離れた
ときに、連通孔４５を通過する流体に流路面積に応じた
流動抵抗を与える減衰弁において、上記凸部４９は、そ
の基端側に第１溝５０を形成し、その先端側に上記第１
溝５０よりも流路断面積の大きい第２溝５１を形成し、
弁体４６のリフト量が少ないときに、第１溝５０を介し
て連通孔４５と組み付け孔４４とが連通し、弁体４６の
リフト量が多くなると、第２溝５１を介して連通孔４５
と組み付け孔４４とが連通する構成にしたことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、建物に取り付け
る免振あるいは制振装置に用いる減衰弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に示す制振装置は、第１シリンダチ
ューブ１と、この第１シリンダチューブ１よりも外側に
位置する第２シリンダチューブ２とを備え、これら両チ
ューブ１、２間に、タンクＴを形成している。第１シリ
ンダチューブ１は、その一端１ａをロッド側閉塞部材３
にはめ合わせ、その他端１ｂを、バルブブロックＢを介
してボトム側閉塞部材４にはめ合わせている。

【０００３】上記ロッド側閉塞部材３には、リング状の
連結部材５を固定するとともに、この連結部材５に第２
シリンダチューブ２の一端２ａをはめ込んで固定してい
る。また、第２シリンダチューブ２の他端２ｂは、ボト
ム側閉塞部材４に直接はめ込んで固定している。上記第
１シリンダチューブ１の内側には、ピストン６を摺動自
在に組み込むとともに、このピストン６によって、第１
シリンダチューブ１内をロッド側室９とボトム側室１０
とに区画している。また、上記ピストン６には、これと
一体となって移動するピストンロッド７を固定してい
る。このピストンロッド７は、上記ロッド側閉塞部材３
の外方に突出させるとともに、このロッド側閉塞部材３
に形成したロッド孔８に、ベアリング１５を介して摺動
自在に支持させている。

【０００４】上記ピストン６には、第１減衰弁１１と第
２減衰弁１２とを組み込んでいる。上記第１減衰弁１１
は、ロッド側室９からボトム側室１０への油の流れのみ
を許容し、第２減衰弁１２はボトム側室１０からロッド
側室９への油の流れのみを許容する。そして、これら第
１，２減衰弁１１，１２に流れが生じたときに、減衰力
が発揮されるようにしている。また、上記ピストン６に
は、図示していないが、安全弁を２つ組み込んでいる。
これら安全弁のうち、一方の安全弁はロッド側室９から
ボトム側室１０への油の流れのみを許容し、他方の安全
弁はボトム側室１０からロッド側室９への油の流れのみ
を許容する。そして、これら安全弁は、所定の圧力に達
したときに開き、ロッド側室９からボトム側室１０、あ
るいはボトム側室１０からロッド側室９に油を流す。

【０００５】一方、上記バルブブロックＢには、第３減
衰弁１３と安全弁１４とを組み込んでいる。これら第３
減衰弁１３と安全弁１４は、いずれもボトム側室１０か
らタンクＴへの油の流れのみを許容するものである。ま
た、上記第３減衰弁１３は、第２減衰弁１２と同じ仕様
であり、第２減衰弁１２による減衰力と、第３減衰弁１
３による減衰力とを同じにしている。

【０００６】上記第１〜３減衰弁１１〜１３は、その減
衰力をピストン６の速度に比例するようにしている。こ
れら第１〜３減衰弁１１〜１３の構造は同じなので、こ
こでは第３減圧弁１３の構造を図５、６に基づいて説明
する。図示するように、バルブブロックＢには、組み付
け孔１６と連通孔１７とを形成している。上記組み付け
孔１６には、弁体１８とスプリング１９とを組み込むと
ともに、スプリング１９のバネ力を、ガイド部材２０を
介して弁体に作用させている。そして、図示するよう
に、弁体１８のフランジ部１８ａをシート部２１に押し
つけた状態で、ボトム側室１０と組み付け孔１６との連
通を遮断している。なお、上記スプリング１９のバネ力
は、組み付け孔１６にねじ込んだ調節ボルト２２によっ
て、調節可能にしている。また、この調節ボルト２２に
は、図示していない流路を形成し、この流路を介して組
み付け孔１６とタンクＴとを連通させている。

【０００７】図６に示すように、上記弁体１８には、凸
部２３を形成し、この凸部２３を連通孔１７に摺動自在
に挿入している。また、この凸部２３には溝２４を形成
している。この溝２４は、図５に示すように、その底面
を曲面にすることによって、その深さを変化させてい
る。このように溝２４の深さを変化させることによっ
て、弁体１８のリフト量に応じて流路面積も変化させる
ようにしている。

【０００８】以上のようにした第３減衰弁１３は、図示
する状態からピストン６の右方向の移動にともなって、
ボトム側室１０の圧力が上昇すると、その弁体１８がス
プリング１９に抗して移動する。そして、この弁体１８
に設けた凸部２３が、連通孔１７から抜ける方向に移動
する。このように連通孔１７から凸部２３が抜ける方向
に移動すると、フランジ部１８ａがシート部２１から離
れて、ボトム側室１０と組み付け孔１６とが溝２４を介
して連通する。したがって、ボトム側室１０の油が、溝
２４→組み付け孔１６を介してタンクＴに排出される。
そして、このときの溝２４の開口面積に応じて絞り効果
が発揮されて、減衰力が発揮される。

【０００９】なお、上記のようにした第１〜３減衰弁１
１〜１３は、ボトム側室１０またはロッド側室９の圧力
が少しでも上昇すると、弁体１８が動き始めるようにス
プリング１９のイニシャル弾性力をほぼ０に設定してい
る。

【００１０】一方、上記安全弁１４は、図７，８に示す
ように、バルブブロックＢに形成した組み付け孔２５
に、弁体２７とスプリング２８とを組み込むとともに、
スプリング２８のバネ力を弁体２７に作用させている。
そして、図示するように、弁体２７のフランジ部２７ａ
をシート部２９に押しつけた状態で、ボトム側室１０と
組み付け孔２５との連通を遮断している。また、上記ス
プリング２８のバネ力は、調節ボルト３０によって調節
できるようにしている。なお、この調節ボルト３０に
は、図示していない流路を形成し、この流路を介して組
み付け孔２５とタンクＴとを連通させている。

【００１１】図８に示すように、上記弁体２７には、凸
部３１を形成している。そして、この凸部３１を、組み
付け孔２５に連続形成した連通孔２６に摺動自在に挿入
している。また、この凸部３１には、図８に示すように
Ｕ字の溝３２を形成している。このＵ字の溝３２は、上
記減衰弁に形成した溝２４より流路断面積の大きいもの
であり、フランジ部２７ａがシート部２９から離れる
と、すぐに組み付け孔２５に開口するようにしている。

【００１２】このようにした安全弁１４は、図示するよ
うに、弁体２７のフランジ部２７ａをシート部２９に押
しつけた状態で、ボトム側室１０と組み付け孔２５との
連通を遮断するが、ピストン６の移動にともなってボト
ム側室１０の圧力が所定の圧力に達すると、スプリング
２８に抗してその弁体２７が動き始める。そして、この
弁体２７に設けた凸部３１が、連通孔２６から抜ける方
向に移動して、溝３２を介してボトム側室１０と組み付
け孔２５とが連通する。このようにしてボトム側室１０
と組み付け孔２５とを連通させれば、ボトム側室１０の
油が、溝３２→組み付け孔２５を介してタンクＴに排出
されて、ボトム側室１０の圧力が制御される。なお、こ
の安全弁１４の設定圧は、上記第１〜３減衰弁１１〜１
３の設定圧よりも十分大きくしている。

【００１３】また、上記バルブブロックＢには、チェッ
ク弁Ｃ、Ｃを設けている。これらチェック弁Ｃ、Ｃは、
ピストン６がロッド側室９方向に動いたときに、ボトム
側室１０に生じる流量不足を補うものである。すなわ
ち、ロッド側室９にはピストンロッド７がある分、ボト
ム側室１０よりも容積が小さくなっている。そのため、
ロッド側室９方向にピストン６を動かしたときに、この
ロッド側室９から第１減衰弁１１を介してボトム側室１
０に供給される流量は、ピストンロッド７の体積分だけ
不足する。この不足分を、タンクＴからチェック弁Ｃを
介して吸い込むことで、補うようにしている。なお、タ
ンクＴからボトム側室１０に油を吸い込むときに、その
流路が狭いとキャビテーションが発生する。このキャビ
テーションの発生を防止するために、チェック弁Ｃを構
成する流路を、大きく設定している。

【００１４】上記のようにした制振装置は、ピストンロ
ッド７側と、ボトム閉塞部材４側とを、それぞれ建物の
柱などに固定しておく。この状態で、地震などによって
建物に振動が発生すると、ピストン６が移動する。ただ
し、このピストン６の動きは、上記第１〜第３減衰弁１
１〜１３によって減衰される。例えば、ピストン６がロ
ッド側室９方向に移動すると、第１減衰弁１１によって
その動きが減衰されて、ピストン６がボトム側室１０方
向に移動すると、第２減衰弁１２と第３減衰弁とによっ
て、その動きが減衰される。このようにピストン６の動
きを減衰することによって、建物の揺れや振動を、抑え
るようにしている。

【００１５】図９は、上記ピストン６の移動速度と減衰
力との関係を示したグラフである。図示するように、ピ
ストン速度がある速度に達するまでは、第１〜３減衰弁
１１〜１３だけが機能して、Ｃ１の比例特性が得られる
ようにしている。また、ピストン速度がある速度を超え
ると、安全弁１４が開き、Ｃ２の比例特性に切り換わ
る。このように減衰特性を２段階に切り換える理由を以
下に説明する。

【００１６】図９に示すように、ピストン速度の小さい
範囲（０〜３２ｃｍ/ｓｅｃ）というのは、建物のゆれ
が小さい場合である。このように建物のゆれが小さい場
合であっても、ある程度の減衰力を必要とする。そのた
め、制御特性Ｃ１の傾きを大きくして、ゆれが小さくて
も所定の大きさの減衰力が得られるようにしている。と
ころが、このように制御特性Ｃ１の傾きを大きくする
と、ピストン速度が速くなった場合に、減衰力が大きく
なり過ぎてしまう。すなわち、激しい揺れが建物に作用
したときに、過大な減衰力が発揮されて、建物に大きな
負担が作用してしまう。このように建物に大きな負担が
作用すると、建物の柱などが壊れてしまうおそれがあ
る。そこで、ピストン速度が所定の速度（３２ｃｍ/ｓ
ｅｃ）を超えた場合には、安全弁１４を開き、滑らかな
特性Ｃ２に切り換えるようにしている。このようにすれ
ば、ピストン速度が大きくなった場合でも、建物にかか
る負担を小さくすることができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにした制振
装置は、建物の大きさに応じてシリンダの大きさを決め
ている。すなわち、大きい建物に用いる場合には、直径
の大きいシリンダチューブを用い、小さい建物に用いる
場合には、直径の小さいシリンダチューブを用いるよう
にしている。ところが、シリンダチューブの直径を小さ
くすると、このシリンダチューブに組み込むバルブブロ
ックも小さくなる。バルブブロックには、上記したよう
に第３減衰弁１３，安全弁１４，およびチェック弁Ｃの
３種類のバルブを組み込んでいる。そのため、バルブブ
ロックが小さくなると、３種類もバルブを組み込むこと
ができなくなる。

【００１８】ここで、第３減衰弁のスプリングの弾性力
を可変にして、減衰特性を二段階に切り換え可能にする
ことが考えられる。このようにすれば、安全弁１４を省
くことができ、小さいバルブブロックに対応することが
できるからである。しかし、この場合には、スプリング
の弾性力を可変にするために、ソレノイドなどの部品
や、それを制御するコントローラなどが必要となり、装
置がコストアップしてしまう。この発明の目的は、減衰
特性を二段階に切り換えることのできる安価な減衰弁を
提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、組み付け
孔に組み込んだ弁体と、この弁体をシート部に押しつけ
るスプリングと、弁体の先端に取り付けた凸部と、この
凸部を臨ませた連通孔とを備え、上記連通孔側の高圧の
作用によって、シート部から弁体が離れたときに、連通
孔を通過する流体に流路面積に応じた流動抵抗を与える
減衰弁において、上記凸部は、その基端側に第１溝を形
成し、その先端側に上記第１溝よりも流路断面積の大き
い第２溝を形成し、弁体のリフト量が少ないときに、第
１溝を介して連通孔と組み付け孔とが連通し、弁体のリ
フト量が多くなると、第２溝を介して連通孔と組み付け
孔とが連通する構成にしたことを特徴とする。

【００２０】第２の発明は、上記第１の発明において、
弁体の凸部と反対側に形成したガイド孔と、弁体に形成
するとともに、上記ガイド孔と連通孔とを連通させる軸
孔と、ガイド孔に摺動自在に挿入したガイド部材とを備
え、上記軸孔を介して連通室側の圧力を、ガイド孔に導
く構成にしたことを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１〜図３に、この発明の一実施
形態を示す。図１に示す制振装置は、第１シリンダチュ
ーブ１の外周に第２シリンダチューブ２を設け、これら
両チューブ１、２間にタンクＴを形成している。上記第
１シリンダチューブ１は、その一端１ａをロッド側閉塞
部材３にはめ合わせ、その他端１ｂを、バルブブロック
Ｂを介してボトム側閉塞部材４にはめ合わせている。ま
た、上記ロッド側閉塞部材３には、リング状の連結部材
５を介して第２シリンダチューブ２の一端２ａを固定
し、第２シリンダチューブ２の他端２ｂをボトム側閉塞
部材４に固定している。

【００２２】上記第１シリンダチューブ１の内側には、
ピストン６を摺動自在に組み込み、このピストン６によ
ってロッド側室９とボトム側室１０とに区画している。
また、ピストン６にピストンロッド７を固定し、このピ
ストンロッド７の一端をロッド側閉塞部材３の外方に突
出させている。なお、このピストンロッド７は、ロッド
側閉塞部材３に形成したロッド孔８にベアリング１５を
介して摺動自在に支持されている。

【００２３】上記ピストン６には、第１減衰弁４１と第
２減衰弁４２とを組み込んでいる。上記第１減衰弁４２
は、ロッド側室９からボトム側室１０への油の流れのみ
を許容し、第２減衰弁４２は、ボトム側室１０からロッ
ド側室９への油の流れのみを許容する。そして、これら
第１，２減衰弁４１，４２に流れが生じたときに、減衰
力が発揮されるようにしている。また、上記バルブブロ
ックＢには、第３減衰弁４３とチェック弁Ｃ，Ｃとを組
み込んでいる。

【００２４】上記第３減衰弁４３は、ボトム側室１０か
らタンクＴへの油の流れのみを許容するものである。ま
た、上記チェック弁Ｃ，Ｃは、タンクＴからボトム側室
への油の流れのみを許容するものであり、ピストン６が
動いたときに、ロッド側室９の容積変化とボトム側室１
０の容積変化との差によって生じる流量不足を補うもの
である。

【００２５】上記第１〜第３減衰弁４１〜４３は、その
構造が全て同じなので、ここでは図２，３に基づいて第
３減圧弁４３の構造を説明する。図２に示すように、バ
ルブブロックＢには、組み付け孔４４と連通孔４５とを
形成している。上記組み付け孔４４には、弁体４６とス
プリング４７とを組み込むとともに、スプリング４７の
バネ力を弁体４６に作用させている。そして、図示する
ように、弁体４６のフランジ部４６ａを、シート部５２
に押しつけた状態で、ボトム側室１０と組み付け孔４４
との連通を遮断している。なお、上記スプリング４７の
バネ力は、調節ボルト４８を回すことによって調節でき
るようにしている。また、この調節ボルト４８には、切
り欠きからなる流路４８ａを形成し、この流路４８ａを
介して組み付け孔４４とタンクＴとを連通させている。

【００２６】上記弁体４６には、凸部４９を形成し、こ
の凸部４９を連通孔４５に摺動自在に挿入している。ま
た、上記凸部４９の基端側には、第１溝５０を形成して
いる。この第１溝５０は、図２に示すように、その底面
を曲面にすることによって、その深さを変化させてい
る。このように第１溝５０の深さを変えることによっ
て、弁体４９のリフト量に応じて流路面積を変化させる
ようにしている。なお、この第１溝５０は、図示する状
態で、シート部５２によって塞がれている。

【００２７】また、上記凸部４９の先端側には、第２溝
５１を形成している。この第２溝５１は、上記第１溝５
０よりも流路断面積を大きくしたものであり、弁体４６
が図中右方向に範囲ａ以上リフトしたときに、組み付け
室４４に開口するようにしている。

【００２８】このようにした第３減衰弁４３は、図示す
る状態からピストン６の図面右方向の移動にともなっ
て、ボトム側室１０の圧力が上昇すると、その弁体４６
がスプリング４７に抗して移動する。そして、この弁体
４７に設けた凸部４９が連通孔４５から抜ける方向に移
動すると、フランジ部４６ａがシート部５２から離れ
て、第１溝５０を介して連通孔４５と組み付け孔４４と
が連通する。そのため、ボトム側室１０の油が、連通孔
４５→第１溝５０→組み付け孔４４を介してタンクＴに
排出される。そして、このときの第１溝５０の開口面積
に応じた流動抵抗によって、減衰力が発揮される。ま
た、このとき発揮される減衰力が、図９に示した制御特
性Ｃ１になる。

【００２９】上記の状態からさらにボトム側室１０の圧
力が上昇すると、弁体４６がさらにリフトする。そし
て、この弁体４６のリフト量が範囲ａを超えて、範囲ｂ
になると、第１溝５０よりも流路断面積の大きい第２溝
５１を介して連通孔４５と組み付け孔４４とが連通す
る。そのため、ボトム側室１０の油が、連通孔４５→第
２溝５１→組み付け室４４を介してタンクＴに排出され
る。このように流路断面積の大きい第２溝５１を介して
ボトム側室１０の油がタンクＴに排出されると、そこを
通過する油の流動抵抗が低下するので、図９に示すよう
に、傾斜の小さい制御特性Ｃ２に切り換わる。つまり、
この実施形態では、第３減衰弁４３が従来の安全弁の機
能も発揮するようにしている。

【００３０】一方、上記したように、第１，２減衰弁４
２，４３も、この第３減衰弁４３と同じ構造にしてい
る。つまり、これら第１，２減衰弁４２，４３も、弁体
４６のリフト量に応じてその制御特性が二段階に切り換
わる。したがって、この実施形態によれば、バルブブロ
ックＢに、チェック弁Ｃと第３減衰弁４３とを組み込む
だけで、制御特性を二段階に切り換えることができる。

【００３１】また、上記第１〜第３減衰弁４１〜４３を
構成する弁体４６には、図２に示すように、ガイド孔５
３と軸孔５４とを形成し、軸孔５４を介してガイド孔５
３と連通孔４５とを連通させている。また、上記ガイド
孔５３には、調節ボルト４８に設けたガイド部材５５を
摺動じ自在に挿入している。そして、このガイド部材５
５の先端に、ボトム側室１０の圧力を作用させるように
している。

【００３２】このような構造にしたのは、バネ力の弱い
スプリングを用いることによって、組み付け作業性を向
上させるためである。すなわち、上記弁体４６には、ロ
ッド側室９やボトム側室１０に発生する圧力が作用する
が、このロッド側室９やボトム側室１０に発生する圧力
というのは、非常に大きいものである。このように大き
な圧力に対して所定の制御特性を得ようとすると、バネ
力の強いスプリングを用いなければならない。しかし、
バネ力の強いスプリングを用いると、それを組み付け孔
４４に組み込みにくくなる。また、場合によっては、ス
プリングを組み込むことができなくなるという問題もあ
る。

【００３３】そこで、この実施形態では、上記したよう
に弁体４６にガイド孔５３と軸孔５４とを形成し、ロッ
ド側室９やボトム側室１０に発生する圧力を、ガイド孔
５３に導く構成にした。このようにすれば、弁体４６の
受圧面積が、ガイド部材５５先端の面積分だけ小さくな
るので、ロッド側室９やボトム側室１０の高圧が作用し
たときに弁体４６に生じる推力も小さくなる。弁体４６
に生じる推力が小さくなれば、バネ力の小さいスプリン
グを用いることができるので、スプリングの組み込み作
業がやりにくいといった問題や、スプリングを組み込む
ことができないといった不都合を防止できる。

【００３４】

【発明の効果】第１の発明によれば、弁体に設けた凸部
の基端側に第１溝を形成し、凸部の先端側に第１溝より
も流路断面積の大きい第２溝を形成したので、弁体のリ
フト量に応じて減衰特性を二段階に切り換えることがで
きる。しかも、スプリングの弾性力を可変にせずに、減
衰特性を二段階に切り換えることができるので、コスト
が高くなることもない。

【００３５】第２の発明は、弁体にガイド孔を形成し、
このガイド孔に軸孔を介して連通孔側の圧力を導く構成
にしたので、弁体の受圧面積を小さくすることができ
る。弁体の受圧面積を小さくしたので、弁体に生じる推
力が小さくなり、その分、バネ力の小さいスプリングを
用いることができる。したがって、バネ力が強すぎてス
プリングの組み込み作業がやりにくいといった問題や、
スプリングを組み込むことができないといった不都合を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】制振装置の断面図である。

【図２】実施形態の減衰弁の断面図である。

【図３】実施形態の断面図である。

【図４】制振装置の断面図である。

【図５】従来例の断面図である。

【図６】従来例の断面図である。

【図７】安全弁１４の断面図である。

【図８】安全弁１４の断面図である。

【図９】ピストン速度と減衰力との関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

４４組み付け孔４５連通孔４６弁体４７スプリング４９凸部５０第１溝５１第２溝５２シート部５３ガイド孔５４軸孔５５ガイド部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J069 AA54 CC09 CC13 DD48 EE05 EE10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】組み付け孔に組み込んだ弁体と、この弁
体をシート部に押しつけるスプリングと、弁体の先端に
取り付けた凸部と、この凸部を臨ませた連通孔とを備
え、上記連通孔側の高圧の作用によって、シート部から
弁体が離れたときに、連通孔を通過する流体に流路面積
に応じた流動抵抗を与える減衰弁において、上記凸部
は、その基端側に第１溝を形成し、その先端側に上記第
１溝よりも流路断面積の大きい第２溝を形成し、弁体の
リフト量が少ないときに、第１溝を介して連通孔と組み
付け孔とが連通し、弁体のリフト量が多くなると、第２
溝を介して連通孔と組み付け孔とが連通する構成にした
ことを特徴とする減衰弁。
【請求項２】弁体の凸部と反対側に形成したガイド孔
と、弁体に形成するとともに、上記ガイド孔と連通孔と
を連通させる軸孔と、ガイド孔に摺動自在に挿入したガ
イド部材とを備え、上記軸孔を介して連通室側の圧力
を、ガイド孔に導く構成にしたことを特徴とする請求項
１記載の減衰弁。