JP2011185389A - 減衰バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】緩衝器への組付後に減衰力特性のチューニングを行うことができ、鉄道車両の車体制振用途の緩衝器に適し、緩衝器に鉄道車両の車体の振動を抑制するのに最適な減衰力特性を発揮させることが可能な減衰バルブを提供することである。
【解決手段】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、環状弁座４を備えた弁孔２ａを有するハウジング２と、弁孔２ａ内に移動自在に収容されて環状弁座４に離着座する弁体５と、弁孔５内に固定されるばね座１０と、弁体５とばね座１０との間に介装されて弁体５を環状弁座４に向けて附勢するばね１４とを備えて緩衝器Ｄに搭載される減衰バルブ１において、ばね座１０が弁孔２ａに螺着されるばね座本体１１と、ばね座本体１１に軸方向へ移動可能に保持される規制部材１２とを備え、弁体５の環状弁座４からの後退量が所定量となると規制部材１２が弁体５に衝合して弁体５の環状弁座４からのそれ以上の後退を規制することを特徴する。
【選択図】図１

Description

本発明は、減衰バルブの改良に関する。

従来、この種の減衰バルブにあっては、たとえば、鉄道車両の台車と車体の間に介装される緩衝器の内部に設けた二つの圧力室を連通する通路の途中に設けられ、環状弁座を備えた弁孔を有するピストンと、環状弁座に離着座自在とされて弁孔内に収容される弁体と、ピストンに積層されるばね座と、弁体とばね座との間に介装されて弁体を環状弁座へ向けて附勢するコイルばねとを備えて構成されるものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

この減衰バルブは、弁孔に対してばね座側から圧力を受ける場合には弁体が環状弁座に着座して弁孔を閉じ、反対に、環状弁座側から圧力を受けると弁体が環状弁座から後退して弁孔を開放して流体の流れを許容するようになっている。より具体的には、緩衝器が作動した際に、弁孔の環状弁座側が圧縮側の圧力室に対向する場合、上昇する圧力室内の圧力によって弁体が弁孔内へ押し込まれることによって開弁するようになっている。そして、減衰バルブが開弁すると弁孔内に侵入した流体は、ピストンに設けた連通溝を介して拡大側の圧力室内へ移動するようになっている。

また、圧縮側の圧力室の上昇に応じて弁体が環状弁座から離れる方向へ後退する後退量も大きくなり、当該後退量が大きくなるほど弁体と環状弁座で制限する弁開口面積も大きくなるが、弁体が予め決められた後退量を環状弁座から後退すると、弁体と環状弁座で制限する弁開口面積が連通溝における流路面積以上となって、それ以上の弁体の後退に対しては流路面積が変化しないようになっている。

さらに、ばね座がピストンに積層されるのではなく、ピストンに設けた弁孔に螺着されるものもあって（たとえば、特許文献２参照）、この減衰バルブにあっても、緩衝器が作動した際に、弁孔の環状弁座側が圧縮側の圧力室に対向する場合、上昇する圧力室内の圧力によって弁体が弁孔内へ押し込まれることによって開弁し、圧縮側の圧力室の上昇に応じて弁体が環状弁座から離れる方向へ後退する後退量も大きくなり、当該後退量が大きくなるほど弁体と環状弁座で制限する弁開口面積も大きくなるが、弁体が予め決められた後退量を環状弁座から後退すると、弁体と環状弁座で制限する弁開口面積がばね座に設けられた通孔における流路面積以上となって、それ以上の弁体の後退に対しては流路面積が変化しないようになっている。

また、この減衰バルブを備える緩衝器は、減衰バルブに並列されるコンスタントオリフィスを備えている。そして、このような緩衝器は、伸縮速度が極低い場合には、コンスタントオリフィスによる二乗特性となる比較的に急に立ち上がる減衰力を発揮し、伸縮速度が低速域を超えて高速領域になると減衰バルブが開弁し、その弁開口面積が伸縮速度の上昇に応じて拡大するので伸縮速度の上昇に対して比較的減衰係数が小さい減衰力を出力し、さらに、伸縮速度が超高速となって弁体が後退しても流路面積が増加しなくなると、今度は、比較的減衰係数が大きな減衰力を発揮することになる。

特開２００７−７１２３３号公報 特開２００７−７１２３２号公報

ところで、特に、鉄道車両における台車と車体の横方向の振動を抑制する用途に供される緩衝器にあっては、軌道狂い、横風、トンネル走行時などにおける外乱の入力等によって生じる車体振動を主として乗り心地の向上を目的として抑制することが求められていたが、近年では、車両走行中に生じた強い地震等で車体が強振する際には、大きな減衰力を発揮して車体振動を効果的に抑制することが求められるようになってきた。

この要求を満足するには、緩衝器の伸縮速度が高速領域を超えて超高速領域に達する際に、緩衝器が大きな減衰力を発揮する必要がある。この要求にあった減衰力特性を実現するためには、伸縮速度が超高速となると、弁体と環状弁座とで制限する弁開口面積が連通溝や通孔における流路面積以上となる必要があるが、減衰バルブを構成する部材を高精度に加工しても加工誤差があり、また、ピストン等への組み付けによっても誤差が生じて、緩衝器の減衰力特性が要求される減衰力特性から外れてしまう可能性がある。

また、従来の減衰バルブにあっては、減衰力特性を調整する構造を採用しておらず、減衰力調整は実質部品交換を伴うため、従来の減衰バルブを緩衝器に組付けた後での減衰力特性の調整はできないので、減衰力特性のチューニングを行うことができなかった。

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、緩衝器への組付後に減衰力特性のチューニングを行うことができ、鉄道車両の車体制振用途の緩衝器に適し、緩衝器に鉄道車両の車体の振動を抑制するのに最適な減衰力特性を発揮させることが可能な減衰バルブ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、環状弁座を備えた弁孔を有するハウジングと、弁孔内に移動自在に収容されて環状弁座に離着座する弁体と、弁孔内に固定されるばね座と、弁体とばね座との間に介装されて弁体を環状弁座に向けて附勢するばねとを備えて緩衝器に搭載される減衰バルブにおいて、ばね座が弁孔に螺着されるばね座本体と、ばね座本体に軸方向へ移動可能に保持される規制部材とを備え、弁体の環状弁座からの後退量が所定量となると規制部材が弁体に衝合して弁体の環状弁座からのそれ以上の後退を規制することを特徴する。

本発明の減衰バルブを搭載した緩衝器は、特に、大きな地震が発生していない状況では、適度な減衰力を発揮して鉄道車両の走行中の車体振動を抑制して車両における乗り心地を確保できるとともに、車両走行中に地震が発生して車体振動が大きくなる状況ではより大きな減衰力を発揮して、鉄道車両の車体振動を抑制するので、効果的に車体振動を抑制することができる。

そして、減衰バルブは、ばね座におけるばね座本体に対して軸方向に移動可能な規制部材を弁体に衝合させることで、弁体の後退を規制するようにしており、規制部材と弁体との環状弁座に対する衝合位置を調節することができるので、弁体と環状弁座で規制する最大弁開口面積を調節することができるとともに、減衰係数が大きくなる減衰力特性上の変曲点をも調節することができる。

また、減衰バルブを緩衝器のピストン等へ組付けた状態で上記調整が可能であるので、減衰バルブを構成する部材の加工誤差や減衰バルブを緩衝器のピストン等へ組付けた際の組付誤差があっても、上記規制部材と弁体との衝合位置の調節によって、緩衝器の減衰力特性を狙い通りに設定することができ、車体振動を抑制するのに最適となるように緩衝器の減衰力特性をチューニングすることが可能となる。

加えて、ばねの一端を支承するばね座本体は、弁体と規制部材との衝合位置を変更しても弁孔に対して不動とすることができ、上記チューニングは、ばねが弁体に与える初期荷重の調節とは独立して行うことができるので、減衰バルブの減衰力特性を高い自由度を持って変更することができる。

さらに、上記チューニングは、ばね座本体に対して軸方向に移動可能な規制部材で行うようになっており、これらが全て弁孔内に収容されるため、チューニングのために使用される部材が他所に干渉することもなく、減衰バルブを設置するスペースが小さい緩衝器、たとえば、シリンダ径が小さくピストンやロッドガイドへの減衰バルブの搭載スペースが限られた緩衝器にも、無理なく搭載することができる。

一実施の形態における減衰バルブの縦断面図である。 一実施の形態の減衰バルブを適用した鉄道車両の車体制振用の緩衝器の概略図である。 一実施の形態における減衰バルブの平面図である。 一実施の形態の減衰バルブを適用した車体制振用の緩衝器の減衰力特性を示した図である。

以下、本発明の減衰バルブ１を図に基づいて説明する。一実施の形態における減衰バルブ１は、図１に示すように、環状弁座４を備えた弁孔２ａ，２ｂを有するハウジングとしてのピストン２と、弁孔２ａ，２ｂ内に移動自在に収容されて環状弁座４に離着座する弁体５と、弁孔２ａ，２ｂ内に固定されるばね座１０と、弁体５とばね座１０との間に介装されて弁体５を環状弁座４に向けて附勢するばねとしてのコイルばね１４とを備えて構成されている。

そして、この減衰バルブ１は、たとえば、図２示すような、緩衝器Ｄに具現化されている。この緩衝器Ｄは、特に、鉄道車両の車体Ｂと台車Ｗとの間に介装されて鉄道車両の進行方向に対して横方向の車体振動を抑制する用途で使用されており、より詳しくは、緩衝器Ｄは、シリンダ２１と、シリンダ２１内に摺動自在に挿入されてシリンダ２１内に作動油などの液体が充填される二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２を画成するピストン２と、シリンダ２１内に移動自在に挿入されてピストン２に連結されるピストンロッド２２と、シリンダ２１の外周を覆うとともにシリンダ２１との間にリザーバＲを形成する外筒２３と、シリンダ２１および外筒２３の端部を閉塞するとともにピストンロッド２２を軸支するロッドガイド２４と、シリンダ２１と外筒２３の他端を閉塞する蓋２５とを備えて構成されており、この場合、緩衝器Ｄは、片ロッド型の緩衝器とされている。なお、両ロッド型の緩衝器とされてもよいことは勿論である。

また、ピストン２には、弁孔２ａ，２ｂが設けられており、減衰バルブ１は、ピストン２をハウジングとして設置され、弁孔２ａ，２ｂ内にはそれぞれ弁体５の向きを互い違いにして収容されている。そして、この緩衝器Ｄにあっては、ピストン２が図２中左方へ移動しようとする場合、図中の左方の圧力室Ｒ１内の圧力が上昇し、当該圧力で弁孔２ａ側の減衰バルブ１が開弁すると、減衰バルブ１は、弁孔２ａ内を介して圧力室Ｒ１内の流体を図中右方の圧力室Ｒ２へ逃がしつつ液体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する。なお、弁孔２ｂ側の減衰バルブ１は、圧力室Ｒ１の圧力を受けて閉じたままとなって、弁孔２ｂを遮断する。反対に、ピストン２が図２中右方へ移動しようとする場合、図中の右方の圧力室Ｒ２内の圧力が上昇し、当該圧力で弁孔２ｂ側の減衰バルブ１が開弁し、減衰バルブ１は、弁孔２ｂを介して圧力室Ｒ２内の流体を図中左方の圧力室Ｒ１へ逃がしつつ液体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する。なお、弁孔２ａ側の減衰バルブ１は、圧力室Ｒ２の圧力を受けて閉じたままとなって、弁孔２ａを遮断する。

このように、減衰バルブ１は、緩衝器Ｄに振動が入力された際に、緩衝器Ｄに減衰力を発揮させる減衰バルブとして作用する。また、この緩衝器Ｄの場合、ピストンロッド２２がシリンダ２１内に出入りする体積分の流体を蓋２５に設けた通路２５ａ，２５ｂを介してリザーバＲから流体を給排することによって補償しており、特に、シリンダ２１内にピストンロッド２２が侵入する行程にあっては、通路２５ａの途中に設けた減衰バルブ２６が開いて、圧力室Ｒ２からリザーバＲへ流体が排出されるが、減衰バルブ２６で当該流体の流れに抵抗を与えてシリンダ２１内の内圧を上昇せしめて、上記した弁孔２ｂ側の減衰バルブ１と協働して減衰力を発揮するようになっている。なお、減衰バルブ２６に、上記した減衰バルブ１の構成を採用することも可能である。反対に、シリンダ２１内からピストンロッド２２が退出する行程にあっては、通路２５ｂの途中に設けたチェックバルブ２７が開いて、リザーバＲから圧力室Ｒ２へ流体が供給されるが、チェックバルブ２７は、当該流体の流れに殆ど抵抗を与えないようになっている。

また、緩衝器Ｄは、上記した減衰バルブ１に並列して圧力室Ｒ１と圧力室Ｒ２とを連通するコンスタントオリフィス２８を備えており、減衰バルブ１が開弁するまでは、流体は、コンスタントオリフィス２８を介して圧力室Ｒ１、Ｒ２を行き来するようになっている。このコンスタントオリフィス２８は、ピストン２に設けられているが、ロッドガイド２４、シリンダ２１、蓋２５に設けられてもよい。

なお、緩衝器Ｄの構成は、上記に限られるものではなく、たとえば、緩衝器ＤのリザーバＲ，圧力室Ｒ１、圧力室Ｒ２およびリザーバＲを数珠繋ぎに通路で連通し、緩衝器Ｄが伸縮の際に流体をリザーバＲ、圧力室Ｒ２、圧力室Ｒ１、リザーバＲの順に循環させるユニフロー緩衝器とされる場合には、ロッドガイド２４をハウジングとして圧力室Ｒ１とリザーバＲとを連通する弁孔を設けて、減衰バルブ１を圧力室Ｒ１からリザーバＲに向けて流体が流れる際に抵抗を与えるように設置するようにしてもよい。また、蓋２５に設けた減衰バルブ２６に本発明における減衰バルブ１を適用してもよく、さらに、蓋２５は、外筒２３のみを閉塞するとして、チェックバルブ２７と減衰バルブ２６を備える部材でシリンダ２１内とリザーバＲとを仕切るようにしてもよい。

戻って、以下、減衰バルブ１の各部について詳しく説明する。ハウジングとしてのピストン２は、環状であって、弁体５が収容される弁孔２ａ，２ｂが設けられている。なお、減衰バルブ１は、ピストン２に弁孔２ａ，２ｂ側で互いに逆向きに設置されるが、構造は同一であって、説明が重複するので以下では、弁孔２ａを例に具体的構造について説明することとする。

図１に示すように、弁孔２ａの図１中下端内周は、縮径されて縮径部３が形成され、この縮径部３の形成によって設けられた段部で環状弁座４が形成されている。さらに、弁孔２ａの図１中上端内周には、螺子部９が設けられており、この螺子部９には、ばね座１０が螺着されている。

弁体５は、上記弁孔２ａ内に軸方向へ移動自在に収容され、環状弁座４に離着座する円盤状の弁本体６と、弁本体６の正面側となる図１中下端に形成の円柱状の弁頭７と、弁本体６の反弁頭側に突出されるばね嵌合部８とを備えている。また、弁頭７は、弁孔２ａにおける縮径部３内に摺動自在に挿入され、弁頭７をガイドとして弁体５は、弁孔２ａの縮径部３に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。なお、弁本体６の外周を弁孔２ａの内周面に摺接させることで弁体５の移動をガイドさせるようにしてもよく、その場合、弁本体６を軸方向に貫く孔や外周に切欠などを設けて、流体の通過を許容するようにしておけばよい。

そして、弁本体６の図１中下端を環状弁座４の図１中上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２ａ内への流体の流入を遮断することができるようになっている。また、弁頭７には、先端から基端にかけてＵ字状の溝７ａを備えており、弁本体６の図１中下端が環状弁座４の図１中上面から図１中上方となる弁孔２ａ内側へ後退すると、その後退量に応じて溝７ａが縮径部３より弁孔２ａ内に対面して開弁し、当該溝７ａを介して流体が弁孔２ａ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６の後退量に応じて溝７ａが弁孔２ａ内に対面する面積が大きくなり、弁開口面積が増加するようになっている。なお、弁頭７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。

そして、上記した弁孔２ａ内には、弁体５の他にばね座１０が収容されており、当該ばね座１０は、弁孔２ａに螺着されるばね座本体１１と、ばね座本体１１に軸方向へ移動可能に保持されて、弁体５の環状弁座４からの後退を規制する規制部材１２とを備えている。

ばね座本体１１は、円筒状のばね嵌合部１１ａと、ばね嵌合部１１ａの外周に設けられて弁孔２ａの螺子部９に螺着されるばね受部１１ｂとを備えており、ばね受部１１ｂの外周は二面幅に面取部１１ｃ，１１ｃが設けられていて、図３に示すように、ばね座本体１１の面取部１１ｃ，１１ｃと弁孔２ａとの間に流体の通過を許容する通路１３ａ，１３ｂが設けられている。

また、規制部材１２は、ばね嵌合部１１ａの内周に螺合される螺子部１２ａと、螺子部１２ａの図１中上端に設けられる頭部１２ｂとを備えており、ばね嵌合部１１ａの上端と頭部１２ｂとの間には環状の複数のシム１５が介装されている。このように、規制部材１２は、ばね嵌合部１１ａに螺合されることで、ばね座本体１１に対して軸方向に移動可能に保持されており、また、シム１５の介装枚数によって規制部材１２の先端となる図１中下端位置をばね座本体１１に対して軸方向に位置決めすることができるようになっている。なお、シム１５を介装する必要が無い場合には、これを廃止することができる。

また、ばね座１０のばね座本体１１と弁体５との間には、コイルばね１４が圧縮状態で介装されており、圧縮されたコイルばね１４の附勢力が弁体５に環状弁座４へ向けて作用している。

よって、弁孔２ａ側の減衰バルブ１は、圧力室Ｒ１内の圧力が弁体５の弁頭７に作用して、弁体５を押す力がコイルばね１４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７ａを通過した流体は弁孔２ａ内および通路１３ａ，１３ｂを通って、圧力室Ｒ２へと抜けていくことになる。

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、環状弁座４から離れて弁孔２ａ内方への後退量が増加し、後退量の増加とともに弁体５と環状弁座４で制限する弁開口面積も増加する。そして、弁体５の後退が進んで、弁体５の環状弁座４からの後退量が所定の後退量となると、弁体５のばね嵌合部８が規制部材１２の先端に衝合して、弁体５のそれ以上環状弁座４から遠ざかる方向への移動が規制されるようになっている。すなわち、弁体５は、ばね座１０によって、環状弁座４からのそれ以上の後退が規制される。よって、それ以降は、弁体５の後退が阻止されるので、圧力室Ｒ１内の圧力が上昇しても、弁開口面積は増えないことになる。また、規制部材１２は、ばね座本体１１に対して軸方向に移動可能となっているので、弁体５の後退が規制される所定の後退量を調節することができる。

他方、弁孔２ｂ側の減衰バルブ１は、圧力室Ｒ２内の圧力が弁体５の弁頭７に作用して、弁体５を押す力がコイルばね１４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７ａを通過した流体は弁孔２ｂ内および通路１３ａ，１３ｂを通って、圧力室Ｒ１へと抜けていくことになる。

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、環状弁座４から離れて弁孔２ｂ内方への後退量が増加し、後退量の増加とともに弁体５と環状弁座４で制限する弁開口面積も増加する。そして、弁体５の後退が進んで、弁体５の環状弁座４からの後退量が所定の後退量となると、弁体５のばね嵌合部８が規制部材１２の先端に衝合して、弁体５のそれ以上環状弁座４から遠ざかる方向への移動が規制されるようになっている。すなわち、弁体５は、ばね座１０によって、環状弁座４からのそれ以上の後退が規制される。よって、それ以降は、弁体５の後退が阻止されるので、圧力室Ｒ２内の圧力が上昇しても、弁開口面積は増えないことになる。また、規制部材１２は、ばね座本体１１に対して軸方向に移動可能となっているので、弁体５の後退が規制される所定の後退量を調節することができる。

つづいて、減衰バルブ１の動作について緩衝器Ｄの弁孔２ａ内に設置されたものを例に説明する。上述のように構成される減衰バルブ１にあっては、ピストン２に図２中左向きの変位入力があると、図中の左方の圧力室Ｒ１内の圧力が上昇する。しかし、上記圧力が減衰バルブ１の開弁圧に達するまでは開弁しないので、流体は、コンスタントオリフィス２８のみを介して圧力室Ｒ１から圧力室Ｒ２へ移動する。したがって、減衰バルブ１が開弁するまでの緩衝器Ｄのピストン速度に対する減衰力の特性は、図４中の区間Ａに示すように、オリフィス特有の二乗特性となり、緩衝器Ｄは、ピストン速度に対して比較的高い減衰係数の減衰力を発揮する。

ピストン２の移動速度が高くなり、図中の左方の圧力室Ｒ１内の圧力が上昇し、当該圧力が減衰バルブ１の開弁圧に達すると、上述したように、弁体５は、上記圧力によって押圧されてコイルばね１４を圧縮し、環状弁座４から離れて後退して弁孔２ａを開放する。このように減衰バルブ１が開弁すると、圧縮される左方の圧力室Ｒ１内の流体は、弁孔２ａ内に流れ込んで、通路１３ａ，１３ｂを介して圧力室Ｒ２へ移動することになる。緩衝器Ｄは、このピストン２の左方への移動に対して、流体の流れに減衰バルブ１で抵抗を与えて、当該ピストン２の移動を抑制する減衰力を発生する。その際、コンスタントオリフィス２８における抵抗は、減衰バルブ１に比較して大きく、これを流れる流量は僅であり、緩衝器Ｄの減衰力特性は、減衰バルブ１による特性が支配的となる。

そして、ピストン２の左方への移動速度が所定の移動速度にまで達せず、弁体５に作用する圧力室Ｒ１内の圧力では、弁体５をばね座１０における規制部材１２に衝合させるまで後退させられない状態では、弁体５は、ピストン速度の上昇による圧力室Ｒ１内の圧力上昇に見合って環状弁座４から遠ざかり弁開口面積を増加させることができるので、緩衝器Ｄは、図４中の区間Ｂに示すように、ピストン速度の上昇に対して比較的小さな傾きで減衰力を上昇させる減衰力特性を発揮する。

なお、この減衰バルブ１にあっては、流体が弁体５と環状弁座４の間を通過する際に、当該流体の流れに抵抗が与えられるだけでなく、流体が通路１３ａ，１３ｂを通過する際にも、当該流体の流れに抵抗が与えられるようになっている。そのため、弁体５と環状弁座４の間を通過した流体が上記通路１３ａ，１３ｂを通過することによって、弁孔２ａ内の圧力が上昇して、この圧力を二次圧として弁体５の背面側となる図１中上面側に作用させて弁体５を閉弁方向となる環状弁座４側へ附勢することができるようになっている。このように、通路１３ａ，１３ｂの開口面積によって、二次圧を任意に設定することができ、通路１３ａ，１３ｂの開口面積は減衰バルブ１の開弁後における緩衝器Ｄの減衰力特性を特徴づける調整要素でもあるが、通路１３ａ，１３ｂの流路面積を充分に大きく確保して、二次圧を積極的に弁体５に作用させないようにしてもよい。

つづいて、ピストン２の左方への移動速度（緩衝器Ｄの伸縮速度）が所定速度にまで達し、弁体５に作用する圧力室Ｒ１内の圧力が大きくなって弁体５をばね座１０における規制部材１２に衝合させるまで後退させると、その後のピストン速度の上昇によって圧力室Ｒ１内の圧力がいくら上昇しても、弁体５の環状弁座４から遠ざかる方向への後退が阻止されるので、それ以上弁開口面積を増加させることができず、緩衝器Ｄは、図４中の区間Ｃに示すように、ピストン速度の上昇に対して比較的大きな傾きで減衰力を上昇させる減衰力特性を発揮する。詳しくは、開口面積に応じた二乗特性となる。すなわち、この緩衝器Ｄにあっては、区間Ｂと区間Ｃとの境を変曲点として減衰係数が変化して減衰係数が大きくなるのである。なお、緩衝器Ｄの弁孔２ｂ内に設置される減衰バルブ１の動作は、ピストン２の移動方向が上記とは反対のときに、上記したところと同様の動作を呈するので、詳しい説明を省略する。

このように減衰バルブ１を搭載した緩衝器Ｄは、特に、大きな地震が発生していない状況では、適度な減衰力を発揮して鉄道車両の走行中の車体振動を抑制して車両における乗り心地を確保できるとともに、車両走行中に地震が発生して車体振動が大きくなる状況ではより大きな減衰力を発揮して、鉄道車両の車体振動を抑制するので、効果的に車体振動を抑制することができる。

そして、減衰バルブ１は、ばね座１０におけるばね座本体１１対して軸方向に移動可能な規制部材１２を弁体５に衝合させることで、弁体５の後退を規制するようにしており、規制部材１２と弁体５との環状弁座４に対する衝合位置を調節することができるので、弁体５と環状弁座４で規制する最大弁開口面積を調節することができるとともに、減衰係数が大きくなる減衰力特性上の変曲点をも調節することができる。

また、減衰バルブ１を緩衝器Ｄのピストンなどへの組付けた状態で上記調整が可能であるので、減衰バルブ１を構成する部材の加工誤差や減衰バルブ１を緩衝器Ｄのピストンなどへの組付けた際の組付誤差があっても、上記規制部材１２と弁体５との衝合位置の調節によって、緩衝器Ｄの減衰力特性を狙い通りに設定することができ、車体振動を抑制するのに最適となるように緩衝器Ｄの減衰力特性をチューニングすることが可能となる。

加えて、コイルばね１４の一端を支承するばね座本体１１は、弁体５と規制部材１２との衝合位置を変更しても弁孔２ａ，２ｂに対して不動とすることができ、上記チューニングは、コイルばね１４が弁体５に与える初期荷重の調節とは独立して行うことができるので、減衰バルブ１の減衰力特性を高い自由度を持って変更することができる。

さらに、上記チューニングは、ばね座本体１１に対して軸方向に移動可能な規制部材１２で行うようになっており、これらが全て弁孔２ａ，２ｂ内に収容されるため、チューニングのために使用される部材が他所に干渉することもなく、減衰バルブ１を設置するスペースが小さい緩衝器、たとえば、シリンダ径が小さくピストンやロッドガイドへの減衰バルブ１の搭載スペースが限られた緩衝器にも、無理なく搭載することができる。

したがって、この減衰バルブ１は、緩衝器Ｄに特に鉄道車両の車体振動を抑制するのに最適な減衰力を発揮させることが可能であり、鉄道車両の車体制振用途の緩衝器Ｄに最適となる。

なお、上記規制部材１２が上記弁体５に衝合して弁体５の環状弁座４からの後退を規制する際の緩衝器Ｄの所定速度は、任意に設定することができるが、具体的にはたとえば、大きな地震によって車体が振動する際に達することが見込まれる伸縮速度に設定されるとよい。また、当該所定速度に達すると、上記規制部材１２が上記弁体５に衝合して弁体５の環状弁座４からの後退を規制するようにすればよいので、上記規制部材１２が上記弁体５に衝合する際の所定の後退量については所定速度に応じて設定すればよい。

以上、本発明の実施の形態について説明を終えるが、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。

本発明は、緩衝器の減衰バルブに利用可能である。

１ 減衰バルブ
２ ハウジングとしてのピストン
２ａ，２ｂ 弁孔
３ 縮径部
４ 環状弁座
５ 弁体
６ 弁本体
７ 弁頭
７ａ 溝
８ ばね嵌合部
９ 螺子部
１０ ばね座
１１ ばね座本体
１１ａ ばね嵌合部
１１ｂ ばね受部
１１ｃ 面取部
１２ 規制部材
１２ａ 螺子部
１２ｂ 頭部
１３ａ，１３ｂ 通路
１４ コイルばね
１５ シム
２１ シリンダ
２２ ピストンロッド
２３ 外筒
２４ ロッドガイド
２５ 蓋
２５ａ，２５ｂ 通路
２６ 減衰バルブ
２７ チェックバルブ
２８ コンスタントオリフィス
Ｄ 緩衝器
Ｂ 車体
Ｒ リザーバ
Ｒ１，Ｒ２ 圧力室
Ｗ 台車

Claims (2)

1. 環状弁座を備えた弁孔を有するハウジングと、弁孔内に移動自在に収容されて環状弁座に離着座する弁体と、弁孔内に固定されるばね座と、弁体とばね座との間に介装されて弁体を環状弁座に向けて附勢するばねとを備えて緩衝器に搭載される減衰バルブにおいて、ばね座が弁孔に螺着されるばね座本体と、ばね座本体に軸方向へ移動可能に保持される規制部材とを備え、弁体の環状弁座からの後退量が所定量となると規制部材が弁体に衝合して弁体の環状弁座からのそれ以上の後退を規制することを特徴する減衰バルブ。
2. 緩衝器の伸縮速度が所定速度に達すると上記ばね座に上記弁体が衝合して当該弁体の環状弁座からの後退を規制することを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。

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