JP2007046668A - バルブ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 リーフバルブのバルブボディに当接する位置までの戻りに遅れを生じさせないバルブ構造を提供することである。
【解決手段】 ポート２が形成されるバルブボディ１と、バルブボディ１の軸心部から突出するロッド５と、内周側に上記ロッド５が挿通されるととともに上記バルブボディ１に積層されポート２を閉塞する環状のリーフバルブ１０と、ポート２を閉塞する方向に該リーフバルブ１０を附勢する附勢手段１５と、有底筒状に形成され開口部をリーフバルブ１０側に向けて配置されるとともに上記開口部でリーフバルブ１０が附勢手段１５の附勢力に抗してバルブボディ１から後退する後退量を規制するストッパ２５とを備えたバルブ構造において、リーフバルブ１０は一枚もしくは複数枚の環状板１１，１２で構成されるとともに、少なくともストッパ２５の開口部に対面する環状板１２の外径を開口部の外径より大きくした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バルブ構造の改良に関する。

従来、この種バルブ構造にあっては、図２に示すように、外周撓みのリーフバルブＬ１と、リーフバルブＬ１の背面を附勢するリーフスプリングＳ１と、リーフバルブＬ１の撓み量を規制する有底筒状のストッパＳｔ１とを備えたものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

このバルブ構造にあっては、図示するところではピストンＰ１が下方へ移動する際のピストン速度が低速領域にあるときにはリーフバルブＬ１の外周側がストッパＳｔ１に当接しないが、ピストン速度が中高速領域に達すると、ポートＰｏ１を通過する作動油の圧力がリーフバルブＬ１に作用し、リーフスプリングＳ１の附勢力に抗してリーフバルブＬ１を大きく撓ませてストッパＳｔ１の下端開口部に当接させる。

このように、上記バルブ構造にあっては、リーフバルブＬ１が撓んだときに生じるリーフバルブＬ１とピストンＰ１との間の隙間が過大となることを防止するために、上記ストッパＳｔ１でリーフバルブＬ１の後退量を規制している。

このストッパＳｔ１は、ストッパＳｔ１の下端部にリーフバルブＬ１を当接させることによって、リーフバルブＬ１の後退量を規制するのであるが、上記下端開口部にリーフバルブＬ１が当接してストッパＳｔ１内が閉塞されてしまうことになる。

そして、この状態でピストンＰ１の移動方向が反転してピストンＰ１より図中上方に移動し始めるとそれまで作動油によって押し上げられていた力が消滅するのでリーフバルブＬ１はポートＰｏ１を閉じる当接する位置までの戻ろうとするが、上述したようにストッパＳｔ１内が閉塞され、ピストンＰ１が上方に移動しているのでストッパＳｔ１の外方の圧力が高くなり、リーフバルブＬ１がストッパＳｔ１の下端部にしばらく当接したまま状態となって、リーフバルブＬ１のポートＰｏ１を閉じる位置までの戻りに遅れが生じる恐れがある。

そこで、このような事態を回避するために、上記ストッパＳｔ１にはストッパＳｔ１内外を連通する通孔ｈ１が設けられ、ストッパＳｔ１内がリーフバルブＬ１によって閉塞されることが無いように配慮されている。

ところで、特に、リーフバルブの内周を固定支持し外周側を撓ませることによりリーフバルブを弁座から離座させる上記バルブ構造では、ピストン速度が中高速領域における減衰力が高くなって車両における乗り心地を損なう場合があり、これを解消するため、図３に示すように、リーフバルブＬ２の内周側を固定的に支持せずに、リーフバルブＬ２の内周をピストンロッドＲ２もしくはピストンロッドＲ２の外周に配在させたスペーサＧ２の外周に摺接させ、スプリングＳ２でリーフバルブＬ２の背面を附勢したバルブ構造も知られている（たとえば、特許文献１参照）。

このバルブ構造にあっては、図示するところではピストンＰ２が下方へ移動する際のピストン速度が低速領域にあるときにはリーフバルブＬ２の外周側がスプリングＳの附勢位置を支点として撓むので、内周が固定的に支持されるバルブ構造と略同様の減衰特性を発揮し、ピストン速度が中高速領域に達すると、ポートＰｏ２を通過する作動油の圧力がリーフバルブＬ２に作用し、スプリングＳ２の附勢力に抗してリーフバルブＬ２の全体がピストンＰ２から軸方向にリフトして後退するので、内周が固定的に支持されるバルブ構造に比較して流路面積が大きくなり、減衰力が過大となること抑制して、車両における乗り心地を向上することができる。

しかし、この図３のバルブ構造にあっては、ストッパが存在しないので、リーフバルブＬ２とピストンＰ１との間に生じる隙間を規制することができない。そこで、図２のバルブ構造におけるストッパＳｔ１を図３のバルブ構造に適用する提案がなしうる。
特開平９−２９１９６１号公報（図１）

しかしながら、図２のバルブ構造におけるストッパＳｔ１を図３に示すようなリーフバルブＬ２の内周側を固定的に支持せずに、リーフバルブＬ２の内周をピストンロッドＲ２もしくはピストンロッドＲ２の外周に配在させたスペーサＧ２の外周に摺接させ、スプリングＳ２でリーフバルブＬ２の背面を附勢するようなバルブ構造に適用するには、以下の不具合があると指摘される可能性がある。

というのは、図３に示したバルブ構造にあっては、ピストンＰ２が図中下方に移動するときのピストン速度が中高速領域に達すると、リーフバルブＬ２がピストンＰ２から軸方向に後退してリフトし、そこからピストンＰ２の移動方向が反転して図中上方に移動し始めるとそれまで作動油によるリーフバルブＬ２を押し上げていた力が減少あるいは消滅するのでリーフバルブＬ２はピストンＰ２に当接する位置までの戻ろうとするが、このとき、リフトしたリーフバルブＬ２がストッパＳｔ１の下端開口部に張り付いてしまい、通孔ｈ１を介してストッパＳｔ１の内外の連通を保つようにしても、リーフバルブＬ２がピストンＰ２に当接する位置までの戻りに遅れが生じる恐れがある。

また、上記ストッパＳｔ１の下端開口部に切欠を設けてこれを通孔としリーフバルブＬ２と上記下端開口部との接触面積を減少させて上記張り付きを防止する提案も成し得るが、ストッパＳｔ１の下端開口部とリーフバルブＬ２との接触が長年に渡り繰り返されると、上記下端開口部が平坦化されてしまい、ストッパＳｔ１とリーフバルブＬ２との張り付きを長期間に渡って防止することができない可能性がある。

そして、このリーフバルブＬ２の戻りに遅れが生じると、ピストンＰ２にリーフバルブＬ２が当接してポートＰｏ２を閉塞するまでの時間が余計にかかることになり、その閉塞するまでの時間、ピストンＰ２の上方側から下方側へ作動油はポートを自由に通過してしまうことになる。

すると、上記閉塞するまでの時間の間は、ピストンＰ２で区画した上下の作動室の圧力に充分な差が生じないので、結局、緩衝器は充分な減衰力を発生できなくなってしまうことになる。

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、リーフバルブのバルブボディに当接する位置までの戻りに遅れを生じさせないバルブ構造を提供することである。

上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、ポートが形成されるバルブボディと、バルブボディの軸心部から突出するロッドと、内周側に上記ロッドが挿通されるととともに上記バルブボディに積層されポートを閉塞する環状のリーフバルブと、ポートを閉塞する方向に該リーフバルブを附勢する附勢手段と、有底筒状に形成され開口部をリーフバルブ側に向けて配置されるとともに上記開口部でリーフバルブが附勢手段の附勢力に抗してバルブボディから後退する後退量を規制するストッパとを備えたバルブ構造において、リーフバルブは一枚もしくは複数枚の環状板で構成されるとともに、少なくともストッパの開口部に対面する環状板の外径を開口部の外径より大きくした。

本発明のバルブ構造によれば、ストッパの開口部の外径よりストッパの開口部に対面する環状板の外径を大きくしてあるので、リーフバルブがストッパの開口部に張り付いたとしても、確実にリーフバルブをストッパからすみやかに離脱させることができるので、リーフバルブがバルブボディに当接する位置までの戻りに遅れが生じることが無い。

また、リーフバルブがバルブボディに当接する位置までの戻りに遅れが生じることが無いので、バルブボディにリーフバルブが当接してポートを閉塞するまでの時間が短縮されることになり、緩衝器の減衰力発生の応答性を向上することができる。

さらに、バルブボディの移動方向が反転する局面、すなわち、この実施の形態の場合、緩衝器が伸長行程から圧縮行程に切換わる局面において、リーフバルブは応答性よく速やかにポートを閉塞することが可能となるので、作動油がポートを介して自由に通過してしまう時間を短縮することができ、緩衝器に圧縮行程初期から充分な減衰力を発生させることができるのである。

以下、本発明のバルブ構造を図に基づいて説明する。図１は、一実施の形態におけるバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の一部における縦断面図である。

一実施の形態におけるバルブ構造は、図１に示すように、緩衝器のピストン部の伸側減衰バルブとして具現化されており、ポート２が形成されるバルブボディたるピストン１と、ピストン１の軸心部から突出するロッド５と、内周側に上記ロッド５が挿通されるととともに上記ピストン１に積層されポート２を閉塞する環状のリーフバルブ１０と、ポート２を閉塞する方向に該リーフバルブ１０を附勢する附勢手段たるバネ部材１５と、有底筒状に形成され開口部をリーフバルブ１０側に向けて配置されるとともに上記開口部でリーフバルブ１０のピストン１からの後退量を規制するストッパ２５とを備えて構成されている。

他方、このバルブ構造が具現化される緩衝器は、周知であるので詳細には図示して説明しないが、具体的にたとえば、シリンダ４０と、シリンダ４０の上端を封止するヘッド部材（図示せず）と、ヘッド部材（図示せず）を摺動自在に貫通する上記ロッド５と、ロッド５の端部に設けた上記ピストン１と、シリンダ４０内にピストン１で区画した上室４１と下室４２と、シリンダ４０の下端を封止する封止部材（図示せず）とを備えて構成され、シリンダ４０内には作動油が充填されている。

そして、上記バルブ構造は、シリンダ４０に対してピストン１が図１中下方向に移動するときに、下室４２内の圧力が上昇して下室４２から上室４１へポート２を介して作動油が移動するときに、その作動油の移動にリーフバルブ１０で抵抗を与えて所定の圧力損失を生じせしめて、緩衝器に所定の減衰力を発生させる減衰力発生要素として機能する。

以下、バルブ構造について詳しく説明すると、バルブボディたるピストン１は、軸心部に緩衝器のロッド５が挿入される挿入孔１ａを備えた円板状に形成され、ポート２と、ポート２に連通する窓３と、ポート２の出口端となる窓３の外周側に形成された弁座４と、を備えて構成されている。

このピストン１の挿入孔１ａ内にはロッド５が挿入され、ロッド５の先端部はピストン１の図１中上方側に突出させてある。なお、図示はしないが、ロッド５の先端部の外径は、図示しない下方側の外径より小径に設定され、下方側と先端部との外径が異なる部分に図示しない段部が形成されている。

そして、上記ロッド５の先端部をスペーサ６およびストッパ２５に挿入するとともに、スペーサ６およびストッパ２５の図１中上方からピストンナット３０をロッド５の先端に螺着することによって、ピストン１はロッド５の段部とスペーサ６とで挟持されてロッド５に固定されている。

スペーサ６は、ピストン１をロッド５に固定する目的で設けられているので、別の手段でピストン１をロッド５に固定することができる場合には、スペーサ６を省略することができる。

また、本実施の形態においては、ピストン１に挿入孔１ａを設けてロッド５の先端部を挿入するようにして、ロッド５を突出させているが、バルブボディたるピストン１と一体なロッドをピストン１の軸心部に設けるようにしてもよい。

つづいて、ストッパ２５は、ロッド５の先端にスペーサ６の上端とピストンナット３０とで挟持されて固定されるプレート２６と、プレート２６の外周からリーフバルブ１０側に向けて垂下される筒体２７と、プレート２６に設けた通孔２６ａとを備えて有底筒状に構成され、また、プレート２６の軸心部にはロッド５が挿入される挿入孔２６ｂが設けられている。なお、通孔２６ａの形状はどのような形状とされてもよく、その数も任意とされる。

そして、このストッパ２５は、開口部となる筒体２７の図１中下端開口部をピストン１側向けて配置されロッド５に取り付けられている。なお、筒体２７は円筒形状以外の他の形状とされてもよい。また、後述する附勢手段がコイルバネである場合には、プレート２６にコイルバネの偏心を防止する段部を設けたり、筒体２７の形状を筒体２７とプレート２６との接合部における内径をコイルバネの外径に合わせるとともに下端開口部側に向けて拡径する円錐形状としてコイルバネの偏心を防止するようにしたりしてもよい。

転じて、環状のリーフバルブ１０は、複数枚の環状板１１で構成されており、この図１中最下方に位置する環状板１１，１２を弁座４に当接させるようにしてピストン１に積層され、このリーフバルブ１０の内周側に先程のスペーサ６が挿入されている。そして、上記リーフバルブ１０の各環状板１１，１２のうち図１中最上段に積層されている環状板１２の外径、すなわち、上記ストッパ２５の開口部である筒体２７の最下端に対面する環状板１２における外径は、ストッパ２５の開口部である筒体２７の下端開口部の外径より大きくされている。なお、図示したところでは、環状板１１の外径を環状板１２の外径より小さくしているが、同径あるいは大径としてもよい。

さらに、上記ストッパ２５のプレート２６とリーフバルブ１０との間には、附勢手段であるバネ部材１５が介装されており、リーフバルブ１０は、バネ部材１５の附勢力を受けるようになっている。

すなわち、リーフバルブ１０は、バネ部材１５によって常にポート２を閉塞する方向に附勢されており、下室４２内の圧力と上室４１内の圧力との差が所定値以上となると、上記附勢力に抗してバネ部材１５を圧縮してリーフバルブ１０の全体がピストン１から軸方向に後退、つまり、図１中上方にリフトするようになっている。そして、リーフバルブ１０は、最終的には、上記したストッパ２５の筒体２７の図１中下端開口部に当接するまで後退することになり、上記ストッパ２５は、リーフバルブ１０の後退量を規制するように作用する。

また、上記したところでは、附勢手段を図示するところではコイルバネであるバネ部材１５としているが、リーフバルブ１０に所定の附勢力を作用させればよいので、これを例えば、皿バネやリーフスプリングとしたり、ゴム等の弾性体としたりしてもよい。

なお、リーフバルブ１０における環状板１１，１２の枚数は、本バルブ構造で実現する減衰特性によって任意とされてよく、たとえば、１枚でリーフバルブ１０を構成するとしても差し支えなく、リーフバルブ１０を１枚の環状板で構成する場合には、該環状板の外径をストッパ２５の開口部である筒体２７の下端開口部の外径より大きくしておけばよい。

つづいて、バルブ構造の作用について説明すると、上述したように、ピストン１がシリンダ４０に対して図１中下方側に移動すると、下室４２内の圧力が高まり、下室４２内の作動油はポート２を通過して上室４１内に移動しようとする。

そして、ピストン速度が低速領域にある場合、リーフバルブ１０はバネ部材１５によって附勢されてポート２を閉塞するように押し付けられているので、リーフバルブ１０の外周縁がリーフバルブ１０のバネ部材１５への当接部位を支点として撓んで、リーフバルブ１０が弁座４から離座してできるリーフバルブ１０と弁座４との隙間を作動油が通過する。

他方、ピストン１の速度が高く、下室４２内の圧力と上室４１内の圧力との差が所定値以上となると、リーフバルブ１０を図１中上方へ押し上げる力が大きくなり、該力がバネ部材１５の附勢力に打ち勝って、リーフバルブ１０の全体をピストン１から軸方向に後退させる、すなわち、図１中上方へ移動させることになる。

そして、リーフバルブ１０がストッパ２５の開口部である筒体２７の下端開口部に当接するようになると、該ストッパ２５によってリーフバルブ１０がそれ以上ピストン１から軸線に沿って遠ざかる方向に後退することができなくなり、これによってリーフバルブ１０の後退量が規制される。

したがって、上記ストッパ２５によって、リーフバルブ１０とピストン１との間に形成される最大隙間を調整することができるとともに、必要以上に最大隙間が大きくなって減衰力が過少となってしまうことを防止することが可能である。

そして、その状態からピストン１の移動方向が図１中上方に転じるようになると、今度は、上室４１内から下室４２内へ向けて作動油が移動するようになるが、リーフバルブ１０の筒体２７の下端開口部に対面する環状板１２の外径が筒体２７の外径より大きいので、環状板１２の筒体２７よりはみ出す外周部分が上記作動油の流れの妨げとなるように作用する。

すなわち、環状板１２の筒体２７よりはみ出す外周部分には、上記作動油の流れによって図１中下方に向けて力を受けることになるので、ストッパ２５の筒体２７における下端開口部にリーフバルブ１０における環状板１２が張り付く事態となっても、通孔２６ａからストッパ２５内に流入する作動油の圧力およびバネ部材１５の附勢力だけでなく上記作動油の流れによる力によってストッパ２５の開口部である筒体２７の下端開口部から環状板１２をすみやかに離脱させることが可能となる。

したがって、この一実施の形態におけるバルブ構造にあっては、ストッパ２５の開口部である筒体２７の下端開口部の外径よりストッパ２５の開口部に対面する環状板１２の外径を大きくしてあり、リーフバルブ１０のリーフバルブ１０がストッパ２５の開口部である筒体２７の下端開口部に張り付いたとしても、確実にリーフバルブ１０をストッパ２５からすみやかに離脱させることができるので、リーフバルブ１０がピストン１に当接する位置までの戻りに遅れが生じることが無い。

また、リーフバルブ１０がピストン１に当接する位置までの戻りに遅れが生じることが無いので、ピストン１にリーフバルブ１０が当接してポート２を閉塞するまでの時間が短縮されることになり、緩衝器の減衰力発生の応答性を向上することができる。

さらに、ピストン１の移動方向が反転する局面、すなわち、この実施の形態の場合、緩衝器が伸長行程から圧縮行程に切換わる局面において、リーフバルブ１０は応答性よく速やかにポート２を閉塞することが可能となるので、作動油が上室４１から下室４２へポート２を介して自由に通過してしまう時間を短縮することができ、緩衝器に圧縮行程初期から充分な減衰力を発生させることができるのである。

以上でバルブ構造の一実施の形態についての説明を終えるが、本発明のバルブ構造が緩衝器のピストン部の圧側減衰バルブに具現化することも、また、ベースバルブ部に具現化することも可能であり、およそ減衰力を発生する減衰力発生要素として機能する減衰バルブに適用することが可能なことは勿論である。

なお、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。

一実施の形態におけるバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の一部における縦断面図である。 従来のバルブ構造の縦断面図である。 従来のバルブ構造の縦断面図である。

符号の説明

１ バルブボディたるピストン
１ａ，２６ｂ 挿入孔
２ ポート
３ 窓
４ 弁座
５ ロッド
６ スペーサ
１０ リーフバルブ
１１，１２ 環状板
１５ 附勢手段たるバネ部材
２５ ストッパ
２６ プレート
２６ａ 通孔
２７ 筒体
３０ ピストンナット
４０ シリンダ
４１ 上室
４２ 下室

Claims (2)

1. ポートが形成されるバルブボディと、バルブボディの軸心部から突出するロッドと、内周側に上記ロッドが挿通されるととともに上記バルブボディに積層されポートを閉塞する環状のリーフバルブと、ポートを閉塞する方向に該リーフバルブを附勢する附勢手段と、有底筒状に形成され開口部をリーフバルブ側に向けて配置されるとともに上記開口部でリーフバルブが附勢手段の附勢力に抗してバルブボディから後退する後退量を規制するストッパとを備えたバルブ構造において、リーフバルブは一枚もしくは複数枚の環状板で構成されるとともに、少なくともストッパの開口部に対面する環状板の外径を開口部の外径より大きくしたことを特徴とするバルブ構造。
2. ストッパは、ストッパの内外を連通する通孔を備えていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ構造。

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