以下に、図示した一実施の形態に基づいて、この発明を説明する。一実施の形態における圧力制御弁PVは、図1に示すように、流路としてのパイロット流路18に設けられた第一弁座5fと、パイロット流路18の第一弁座5fより下流に設けられる第二弁座50bと、第一弁座5fと第二弁座50bとの間に配置される弁体6と、弁体6を第一弁座5f側へ向けて付勢する推力を付与可能なアクチュエータとしてのソレノイドSolと、弁体6を第一弁座5fから離間する方向に付勢して第二弁座50bに着座させるばね部材60と、パイロット流路18から分岐するフェール通路19と、フェール通路19に設けられたフェール弁FVとを備え、本実施の形態では可変減衰弁DVに利用されて可変減衰弁DVの一部を構成している。
なお、可変減衰弁DVは、緩衝器Dに適用されており、緩衝器Dは、主として伸縮時に可変減衰弁DVを通過する流体に抵抗を与えることによって減衰力を発生するようになっている。
この可変減衰弁DVが適用される緩衝器Dは、たとえば、図2に示すように、シリンダ1と、シリンダ1内に摺動自在に挿入されるピストン10と、一端がピストン10に連結されてシリンダ1内に移動自在に挿入されるロッド11と、シリンダ1の外周を覆ってシリンダ1との間に排出通路14を形成する中間筒12と、さらに、中間筒12の外周を覆って中間筒12との間にリザーバRを形成する外筒13とを備えて構成されており、ロッド側室R1、ピストン側室R2およびリザーバR内には流体として作動油が充填されるとともにリザーバRには作動油の他に気体が充填されている。なお、流体は、作動油以外にも、減衰力を発揮可能な流体であれば使用可能である。
そして、この緩衝器Dの場合、リザーバRからピストン側室R2へ向かう作動油の流れのみを許容する吸込通路17と、ピストン10に設けられてピストン側室R2からロッド側室R1へ向かう作動油の流れのみを許容する整流通路15とを備え、排出通路14はロッド側室R1とリザーバRとを連通し、可変減衰弁DVは、排出通路14の途中に設けられている。
したがって、この緩衝器Dは、圧縮作動する際には、ピストン10が図2中下方へ移動してピストン側室R2が圧縮され、ピストン側室R2内の作動油が整流通路15を介してロッド側室R1へ移動する。この圧縮作動時には、ロッド11がシリンダ1内に侵入するためシリンダ1内でロッド侵入体積分の作動油が過剰となり、過剰分の作動油がシリンダ1から押し出されて排出通路14を介してリザーバRへ排出される。緩衝器Dは、排出通路14を通過してリザーバRへ移動する作動油の流れに可変減衰弁DVで抵抗を与えることによって、シリンダ1内の圧力を上昇させて圧側減衰力を発揮する。
反対に、緩衝器Dが伸長作動する際には、ピストン10が図2中上方へ移動してロッド側室R1が圧縮され、ロッド側室R1内の作動油が排出通路14を介してリザーバRへ移動する。この伸長作動時には、ピストン10が上方へ移動してピストン側室R2の容積が拡大して、この拡大分に見合った作動油が吸込通路17を介してリザーバRから供給される。そして、緩衝器Dは、排出通路14を通過してリザーバRへ移動する作動油の流れに可変減衰弁DVで抵抗を与えることによってロッド側室R1内の圧力を上昇させて伸側減衰力を発揮する。
上述したところから理解できるように、緩衝器Dは、伸縮作動を呈すると、必ずシリンダ1内から排出通路14を介して作動油をリザーバRへ排出し、作動油がピストン側室R2、ロッド側室R1、リザーバRを順に一方通行で循環するユニフロー型の緩衝器に設定され、伸圧両側の減衰力を単一の可変減衰弁DVによって発生するようになっている。なお、ロッド11の断面積をピストン10の断面積の二分の一に設定すると、同振幅であればシリンダ1内から排出される作動油量を伸圧両側で等しく設定できる。このように設定すれば、可変減衰弁DVが流れに与える抵抗を同じにすると、伸側と圧側の減衰力を等しくできる。
可変減衰弁DVは、図1に示すように、中間筒12と外筒13に形成される横孔12a,13aに対向させて設けたスリーブ12b,13bに取り付けられている。より詳しくは、中間筒12に設けた横孔12aの縁には、中間筒12から外方へ径方向に突出するスリーブ12bが固定されるとともに、外筒13に設けた横孔13aの縁にも、外筒13から外方へ径方向に突出するスリーブ13bが固定されている。これらスリーブ12b,13bは、筒状で且つ同軸上に設けられ、外筒13に設けたスリーブ13bの内径が中間筒12に設けたスリーブ12bの外径よりも大きい。このため、スリーブ12bの図1中左端開口が排出通路14に対向するとともに、図1中右端開口がスリーブ13bの内側に対向する。また、スリーブ13bの図1中左端開口の中央部がスリーブ12bに対向するとともに、その外周側がリザーバRに対向する。さらに、このスリーブ13bの図1中右端開口が可変減衰弁DVにおける後述するソレノイドSolで塞がれる。このため、排出通路14の作動油は、横孔12a、スリーブ12bの内側、スリーブ13bの内側、及び横孔13aをこの順に通ってリザーバRへ移動でき、これらで減衰通路が構成される。
つづいて、可変減衰弁DVは、スリーブ12bに嵌合し、スリーブ13bの内側へ延びるバルブディスク2と、スリーブ12bから突出するバルブディスク2の外周に装着される主弁体3及び副弁体30と、バルブディスク2の先端部に連結されるバルブハウジング4と、バルブハウジング4の外周に摺動自在に取り付けられるスプール40と、バルブハウジング4に収容される第一弁座部材5と、この第一弁座部材5に積層される第二弁座部材50と、第一弁座部材5及び第二弁座部材50に双方に離着座する弁体6と、この弁体6を図1中右方の第二弁座50b側へ向けて付勢するばね部材60と、弁体6を図1中左方となる第一弁座5f側へ向けて推力を付与可能なソレノイドSolと、バルブハウジング4と第一弁座部材5との間に設けたフェール弁体7とを備える。
そして、バルブディスク2は、スリーブ12bの内周に嵌合する挿入部2aと、この挿入部2aの図1中右側に連なり、外径が挿入部2aの外径よりも大きい弁座部2bと、この弁座部2bの中央部から図1中右方へ延びる取付軸2cとを有する。また、バルブディスク2には、当該バルブディスク2の中心部を軸方向に貫通する軸孔2dと、一端がこの軸孔2dに開口するとともに、他端が弁座部2bの図2中右端に開口する複数のポート2eが形成されている。また、軸孔2dのポート2eよりも図1中右方には、オリフィス2fが設けられている。
挿入部2aとスリーブ12bとの間は、環状のOリング20で塞がれるので、排出通路14からスリーブ12b内に流入する作動油は、軸孔2dを必ず通ってスリーブ13bの内側に移動し、スリーブ13bの内側からリザーバRへ移動する。また、取付軸2cの先端部外周にはバルブハウジング4を螺合するための螺子溝が形成されている。取付軸2cの外周であって、弁座部2bとバルブハウジング4との間には、スペーサ21が挟まれて固定されている。そして、スペーサ21の外周に円板状の主弁体3が摺動自在に取り付けられる。
主弁体3は、図3に示すように、中心にスペーサ21の挿通を許容する取付孔を有して環状に形成されており、主弁体3の外周部に設けられて図3中左方へ突出する環状突起3aと、主弁体3の外周部に設けられて図3中右方へ突出する環状の弁座3bと、主弁体3を軸方向に貫通し、一端が環状突起3aの内周側に開口するとともに他端が弁座3bの内周側に開口する制限通路3cとを有する。環状突起3aは、弁座部2bにおけるポート2eの開口よりも外周側に離着座するので、ポート2eと制限通路3cは、常に連通されている。また、当該主弁体3の内周部の軸方向長さはスペーサ21の軸方向長さよりも短いので、主弁体3はスペーサ21の軸方向に移動できる。
主弁体3の図3中右方には、副弁体30が積層されている。副弁体30は、リーフバルブが複数枚積層された積層リーフバルブであって、中心に取付軸2cの挿通を許容する取付孔を有している。また、副弁体30は、外周側の撓みが許容された状態で内周側をスペーサ21とバルブハウジング4との間に挟まれて固定され、その外周部が弁座3bに離着座可能となっている。そして、副弁体30は、主弁体3との間であって、弁座3bの内周側に、環状の弁体間室Cを形成する。前述のように主弁体3に設けた制限通路3cは、弁座3bの内周側に開口するので、弁体間室Cは制限通路3cを介してポート2eに常に連通される。さらに、副弁体30を構成するリーフバルブのうち、最も主弁体3側のリーフバルブは外周に切欠30aを有し、当該切欠30aにより周知のオリフィスを形成する。なお、当該オリフィスは、省略してもよい。
また、主弁体3と副弁体30との間には、主弁体3を弁座部2b側へ付勢するばね31が介装されている。このばね31は、スペーサ21とバルブハウジング4との間に挟まれて固定される円環31aと、この円環31aの外周から径方向に延びて周方向に並ぶ複数の腕31bとを有し、腕31bがばねとして機能する。ばね31の腕31bと腕31bの間には隙間が空いており、弁体間室Cを区画しないようになっている。さらに、副弁体30の図3中右側には、間座32、ばね33、間座34がこの順に積層されており、間座34の図3中右端がバルブハウジング4で押さえられている。
バルブハウジング4は、図4に示すように、有底筒状に形成されており、環状の底部4aと、この底部4aの外周部から図4中右方へ起立する筒部4bと、底部4aの内周部から図4中左方へ突出する環状の突出部4cとを有する。また、底部4aの内周と筒部4bの外周には、それぞれ螺子溝が形成されている。そして、突出部4cに挿入された取付軸2cを底部4aの内周に螺合するとともに、筒部4bの外周にソレノイドSolを螺合すると、バルブディスク2とソレノイドSolとをバルブハウジング4を介して一体化できる。なお、底部4aには、図4中左方に開口する工具の差込穴4dが設けられ、バルブハウジング4をソレノイドSolに螺合する際等に利用できる。さらに、底部4aには、図4中右部に筒部4bの内周に連なるすり鉢状の凹部4eが形成されるとともに、凹部4eに開口して差込穴4dに通じる連通孔4fが形成される。そして、底部4aの外周に、スプール40が装着されている。
スプール40は、図3に示すように、底部4aの外周に摺接する筒状の摺動筒部40aと、この摺動筒部40aの図3中左端から内周側に突出する環状のフランジ40bと、このフランジ40bから図3中左方へ突出する環状突起40cとを有する。そして、フランジ40bの図3中右側面にばね33の外周部が当接し、当該ばね33によってスプール40が副弁体30側へ付勢されて環状突起40cが副弁体30の図3中右側面外周に押し付けられる。さらに、スプール40の内側であって、副弁体30とバルブハウジング4との間の空間は、背圧室Pとされており、この背圧室Pは、差込穴4dと、連通孔4f(図4)を介してバルブハウジング4の内部に連通されている。
図1に示すように、バルブハウジング4の内部には、バルブディスク2の軸孔2dが開口しているので、ポート2eの上流側の作動油が軸孔2d、バルブハウジング4の内部、連通孔4f及び差込穴4dを通って背圧室Pに導かれる。また、軸孔2dの途中にオリフィス2fが設けられているので、ポート2eの上流側の圧力は、オリフィス2fにより減圧されて背圧室Pに導入される。この背圧室Pの内部圧力は、ばね33の付勢力と同様に、副弁体30を主弁体3に押し付ける方向へ作用する。このため、主弁体3には、緩衝器Dが伸縮作動する際に、正面側からポート2eを介してロッド側室R1内の圧力が作用するとともに、背面側からは、副弁体30を介して背圧室Pの内部圧力、ばね33及びばね31の付勢力が作用する。
なお、図3に示すスプール40の摺動筒部40aの内径断面積から間座34の外径断面積を減じた断面積に背圧室Pの圧力を乗じた力が副弁体30を主弁体3へ押し付ける方向に作用し、弁座3bの内径断面積からスペーサ21の外径断面積を減じた断面積に弁体間室Cの圧力を乗じた力が副弁体30を主弁体3から離座させる方向へ作用する。背圧室P内の圧力に対する副弁体30の開弁圧の比が副弁体30の増圧比となる。そして、ロッド側室R1内の圧力によって、弁体間室C内の圧力が高まり、副弁体30の外周を図3中右方へ撓ませようとする力が、背圧室Pの内部圧力とばね33による付勢力に打ち勝つと、副弁体30が撓んで弁座3bから離座する。よって、副弁体30と弁座3bとの間に隙間が形成されてポート2eが開放される。
また、この実施の形態では、環状突起3aの内径よりも弁座3bの内径を大きくしていて、主弁体3がポート2e側の圧力を受ける受圧面積と、主弁体3が弁体間室C側の圧力を受ける受圧面積に差を持たせている。そして、制限通路3cによって生じる差圧が主弁体3を弁座部2bから離座させる開弁圧に達しないと、主弁体3は環状突起3aを弁座部2bに着座させたままとなる。これに対して、副弁体30が撓んで開弁状態にあり、制限通路3cによって生じる差圧が主弁体3を弁座部2bから離座させる開弁圧に達すると、主弁体3も弁座部2bから離座してポート2eを開放するようになる。つまり、弁体間室Cの圧力に対する主弁体3の開弁圧の比が主弁体3の増圧比であり、この主弁体3の増圧比よりも副弁体30の増圧比を小さく設定して、主弁体3が開弁する際のロッド側室R1内の圧力よりも副弁体30が開弁する際のロッド側室R1内の圧力が低くなるようになっている。即ち、主弁体3の開弁圧よりも副弁体30の開弁圧が低くなるように設定してある。このように、本実施の形態では、主弁体3及び副弁体30でポート2eを二段階に開放し、これらで主弁V1を構成する。
つづいて、図4に示すように、バルブハウジング4の筒部4b内には、図4中左側から順にフェール弁体7と第一弁座部材5が収容され、この第一弁座部材5の図4中右方に第二弁座部材50が積層されている。そして、第一弁座部材5及び第二弁座部材50に弁体6が離着座できるようになっている。この弁体6は、第一弁座5fと第二弁座50bとの間に配置されており、第一弁座5fと第二弁座50bとの間で軸方向に移動可能であるとともに、第一弁座5fと第二弁座50bの双方に離着座可能であって第一弁座5fと第二弁座50bのうち一方に着座する状態では他方から離間する。また、弁体6は、弁体6と第一弁座部材5との間に介装されたばね部材60で図4中右方へ付勢されるとともに、ソレノイドSolで図4中左方へ駆動される。また、フェール弁体7は、複数枚のリーフバルブが積層された積層リーフバルブとされている。
より詳細に説明すると、バルブハウジング4の筒部4bの内径は、図4中右側が左側よりも大きくなっており、内径が変わる部分の境界に環状の段部4gが形成されている。この段部4gの内周部は、図4中右方へ突出しており、当該環状の突出部4hと筒部4bにおける段部4gよりも図4中右側部分の内周で第一弁座部材5を支えている。さらに、筒部4bには、その外周に軸方向に延びる溝4iが形成されるとともに、当該溝4iに開口して筒部4bの内側に通じる連通孔4jが形成されている。当該連通孔4jは、筒部4bにおける段部4gよりも図4中右側に位置する。
つづいて、第一弁座部材5は、筒部4bにおける段部4gよりも図4中左方へ挿入されて、先端部が凹部4e内に挿入される有底筒状の小径部5aと、この小径部5aの開口側となる図4中右端部から外周側に張り出す環状の鍔部5bと、この鍔部5bの外周部から図4中右方へ突出する環状の支持部5cとを有する。小径部5aには、その開口側端部内周に周方向に沿って形成される環状溝5dと、当該環状溝5dから小径部5aの側方へ斜めに貫通する複数の連通孔5eが設けられる。さらに、小径部5aの開口側端面の内周縁部は環状の第一弁座5fとされており、第一弁座5fに弁体6に設けた圧力制御弁部6bが離着座する。
また、第一弁座部材5の支持部5cの内径は、途中で拡径されており、内径が変わる部分の境界に段部5gが設けられる。段部5gは、ばね部材60のばね受となってばね部材60を支承している。
また、鍔部5bには、当該鍔部5bの内周部から図4中左方へ突出する環状突起5hと、鍔部5bの外周部から図4中左方へ突出する環状のフェール弁座5iと、環状突起5hとフェール弁座5iとの間から開口して鍔部5bの右端に通じる連通孔5jが設けられている。そして、バルブハウジング4の突出部4hと第一弁座部材5の環状突起5hの間に環状のフェール弁体7の内周側が挟まれて固定される。フェール弁体7は、突出部4hの外周にできる環状の空間により外周側の撓みが許容されており、外周がフェール弁座5iに離着座して連通孔5jを開閉する。
つづいて、第二弁座部材50は、第一弁座部材5の段部5gに積層されて支持部5cの内周に嵌合される環状の嵌合部50aと、この嵌合部50aから内周側に張り出す環状の第二弁座50bと、第二弁座部材50の図4中右部に内周端から外周端にかけて径方向に延びる溝50cと、当該溝50cに開口して第二弁座50bの図4中左側に通じるオリフィス50dとを有する。そして、前記第二弁座50bに弁体6の後述する開閉弁部6cが離着座する。
前記弁体6は、第一弁座部材5の小径部5a内に摺動自在に挿入される摺動軸部6aと、小径部5aから突出する摺動軸部6aの図4中右端から外周側に張り出す前記圧力制御弁部6bと、この圧力制御弁部6bの図4中右方に連なり圧力制御弁部6bよりも外径が大きい前記開閉弁部6cと、この開閉弁部6cから図4中右方へ突出する環状のソケット6dとを有する。摺動軸部6aの図4中右端部外周には、周方向に沿う環状溝6eが形成される。そして、弁体6が第一弁座部材5及び第二弁座部材50に対して軸方向へ許容される範囲内で移動する際、常に、環状溝6eに連通孔5eの開口が対向し、弁体6で連通孔5eを閉塞することがないようになっている。また、弁体6における圧力制御弁部6bと開閉弁部6cとの境界部分の外周には、環状の段部6fが設けられている。
ばね部材60は、図4および図5に示すように、弁体6の外周に設けられた段部6fと第一弁座部材5に設けた段部5gとの間に介装されている。詳しくは、ばね部材60は、環状であって段部5gに支障される環状部60aと、環状部60aから内周側に延びて常に弁体6を第二弁座50bに着座させる方向に付勢する第一ばね部60bと、環状部60aから内周側に延びて弁体6と第一弁座5fとの距離が所定距離L以下となると弁体6を第二弁座50b側へ向けて付勢する第二ばね部60cとを備えている。
本実施の形態では、第一ばね部60bは、環状部60aから図4中右方へ斜めに向けて延びており、第二ばね部60cは、環状部60aから環状部60aの中心へ向けて延びており、第一ばね部60bと第二ばね部60cの先端は軸方向にずれている。
そして、図4に示すように、第一弁座部材5の段部5gにばね部材60の環状部60aが載置され、第一ばね部60bは、弁体6の開閉弁部6cを第二弁座50bに着座させた状態においても弁体6の段部6fに当接して撓んでいて弁体6を第二弁座50bに押し付けている。他方、第二ばね部60cは、図4に示すように、第一ばね部60bが弁体6を第二弁座50bに着座させた状態では、弁体6の段部6fから離間していて弁体6を付勢しない。そして、弁体6が第一弁座5f側となる図4中左方へ移動して、圧力制御弁部6bと第一弁座5fとの距離が所定距離Lとなるまで弁体6が第一弁座5fに接近すると、第二ばね部60cの先端が弁体6の段部6fに当接する。さらに、弁体6が第一弁座5fに接近しようとすると第二ばね部60cが撓み、第二ばね部60cは、第一ばね部60bとともに弁体6を第一弁座5fから離間する方向へ付勢するばね力を発生する。また、第一ばね部60bのばね定数より第二ばね部60cのばね定数は、高く設定してある。
以上のようにばね部材60が構成されているので、第一ばね部60bと第二ばね部60cは並列して弁体6に付勢力を与える。そして、ばね部材60が変位量に対して発生する付勢力は、図6に示すように、第二ばね部60cが撓むまでは、第一ばね部60bのみが附勢力を発揮し、第二ばね部60cが撓むようになると第一ばね部60bと第二ばね部60cの双方が附勢力を発揮するようになる。
このため、弁体6が中立位置から図4中左方へ向けて前進し、圧力制御弁部6bが第一弁座5fに当接(着座)すると、第一弁座5fと圧力制御弁部6bとの間が塞がれる。このように、弁体6が中立位置よりも前進した位置にある状態では、第一ばね部60bと第二ばね部60cとがともに弾性変形して弁体6を図4中右方へ付勢する。また、弁体6が第一弁座5fから所定距離L以上離間すると、第二ばね部60cが弁体6から離間して第一ばね部60bのみが附勢力を発揮して弁体6を図4中右方へ付勢する。そして、開閉弁部6cが第二弁座50bに当接(着座)すると、第二弁座50bと開閉弁部6cとの間が塞がれる。このように弁体6が中立位置よりも後退した位置にある状態では、ばね部材60は第一ばね部60bのみで弁体6を付勢する。
このように、弁体6と第一弁座5fとの距離が所定距離L以下になると第一ばね部60bのみならず第二ばね部60cも弁体6を第一弁座5fから離間させる方向の付勢力を発揮するようになり、弁体6を第一弁座5fへ着座させる上で大きな推力が必要となる。第二ばね部60cも弁体6に対して付勢力を発揮するようになると、ばね部材60の付勢力やソレノイドSolの推力がばらついても弁体6の変位量は小さくて済むようになる。また、弁体6を第二弁座50bに着座させる付勢力は、第一ばね部60bのみの付勢力となるので、ソレノイドSolに第一ばね部60bの付勢力に打ち勝つだけの推力を発揮させれば、弁体6と第一弁座50bとの間および弁体6と第一弁座5fとの間の双方に隙間を生じさせ得る。よって、ソレノイドSolの推力とばね部材60における第一ばね部60bおよび第二ばね部60cの付勢力とにばらつきがあっても、圧力制御弁PVで制御する圧力を最小とする場合に弁体6と第一弁座5fとの間に狙い通りの隙間を生じさせ得るようになり、圧力制御弁PVにおいて制御可能な圧力の下限のばらつきが少なくなる。さらに、ソレノイドSolの推力を第一ばね部60bの付勢力に打ち勝つだけの推力とすれば、弁体6が第二弁座50bから離間してパイロット流路18を閉塞しない状態に維持されるので、後述するフェール通路19のみが有効となってしまって、緩衝器Dの減衰力が最少とならずに高くなってしまう事態も招かない。なお、ソレノイドSolに通電しない場合には、第一ばね部60bによって弁体6が第二弁座50bに着座するので、パイロット流路18が閉塞されて後述するフェール通路19が確実に有効となる。
戻って、弁体6の中心部には、軸方向に貫通する軸孔6gが設けられ、その途中にオリフィス6hが設けられている。そして、前記軸孔6gにより、摺動軸部6aの先端と小径部5aの底部との間にできる空間Kが、弁体6の外側の空間に連通される。よって、弁体6が第一弁座部材5及び第二弁座部材50に対して図4中左右に移動する際、空間Kがダッシュポットとして機能して、弁体6の急峻な変位を抑制するとともに、弁体6の振動的な動きを抑制できる。
また、弁体6のソケット6d内には、プレート61が嵌合されており、弁体6は、プレート61を介してソレノイドSolの推力を受ける。プレート61は、環状の外周環部61aと、この外周環部61aから中心へ向けて突出し、周方向に並べて配置される複数の舌部61bとを有し、当該舌部61bがばねとして機能する。また、図4に示すように、ソケット6dの内周には、段部6iが形成されており、当該段部6iでプレート61の外周環部61aを支えるとともに、舌部61bの図4中左方への撓みを許容できるようになっている。そして、ソレノイドSolの後述するシャフト8の先端部に小径部8aが設けられ、当該小径部8aがプレート61の中心部を貫通し、シャフト8の末端にできる段部8bにプレート61の舌部61bが当接可能とされる。
このため、シャフト8が図4中左方へ前進してその段部8bがプレート61に突き当たり、プレート61がソケット6dの段部6iに突き当たると、ソレノイドSolの推力がプレート61を介して弁体6に伝わる。反対に、シャフト8が図4中右方へ後退して、その段部8bがプレート61から離れると、シャフト8に対してプレート61が軸方向に自由に動けるようになる。なお、このように、プレート61がシャフト8に対して軸方向に動ける状態であっても、プレート61が小径部8a及びソケット6dから外れないように配慮されている。具体的には、弁体6が中立位置又は中立位置よりも前進した位置にある状態で、且つ、シャフト8が最大限に後退した状態において、シャフト8の段部8bがソケット6dの開口端(図4中右端)と軸方向の同じ位置か、それよりも図4中左側に位置するように設定されている。
つづいて、前記ソレノイドSolは、図1に示すように、巻線79が巻き回されるソレノイドボビン70と、このソレノイドボビン70の周囲を覆うモールド樹脂71と、ソレノイドボビン70の一端側内周に嵌合する有頂筒状の第一固定鉄心72と、ソレノイドボビン70の他端側の内周に嵌合する環状の嵌合部73bを有する第二固定鉄心73と、ソレノイドボビン70の内周に嵌合して第一固定鉄心72と第二固定鉄心73の嵌合部73bとの間に空隙を形成する非磁性体のフィラーリング74と、第一固定鉄心72の内側に挿入される筒状の可動鉄心80と、この可動鉄心80の内周に固定される前記シャフト8と、嵌合部73bの内周に嵌合する環状のガイド75と、第一固定鉄心72の頂部とガイド75の内周にそれぞれ嵌合してシャフト8を軸方向に移動自在に軸支する環状のブッシュ76,77とを備えている。可動鉄心80には、当該可動鉄心80を軸方向に貫く貫通孔80aが設けられており、可動鉄心80の軸方向の両側で圧力差が生じて可動鉄心80の円滑な移動が妨げられないようになっている。また、ガイド75にも軸方向に貫く貫通孔75aが設けられ、ガイド75の軸方向の両側で圧力差が生じないようになっている。
前記ソレノイドSolでは、磁路が第一固定鉄心72、可動鉄心80、及び第二固定鉄心73を通過するように形成されている。そして、巻線79が励磁されると、第一固定鉄心72よりに配置される可動鉄心80が第二固定鉄心73の嵌合部73b側に吸引されて、可動鉄心80に図2中左方へ向かう推力が作用する。前記シャフト8は、可動鉄心80と一体となって移動するので、ソレノイドSolの励磁時には、吸引される可動鉄心80を介して弁体6に図1中左方へ向かう方向の推力を与えられる。
また、第二固定鉄心73は、外筒13に設けたスリーブ13bの内周に嵌る有頂筒状のキャップ部73aと、このキャップ部73aの環状の頂部の内周部から図1中右方へ起立してソレノイドボビン70の内周に嵌合する環状の前記嵌合部73bと、キャップ部73aの頂部の外周部から図1中右方へ起立する筒状のケース部73cとを有する。そして、このケース部73c内にモールド樹脂71で覆われた巻線79付きのソレノイドボビン70、フィラーリング74、第一固定鉄心72を挿入してから蓋78を被せてケース部73cの先端を内周側に加締めると、これらを一体化できる。また、第二固定鉄心73の嵌合部73bにブッシュ77付きのガイド75を嵌めてキャップ部73aをバルブハウジング4の筒部4b外周に螺合するとともに、スリーブ13bの外周に設けたナット13cを第二固定鉄心73の外周に螺合すると、ナット13cはスリーブ13bに対して抜け止めされているので第二固定鉄心73をスリーブ13bに固定できるとともに、第二固定鉄心73に螺合するバルブハウジング4と、当該バルブハウジング4に螺合するバルブディスク2をスリーブ12bに固定でき、バルブハウジング4と第二固定鉄心73との間にフェール弁体7、第一弁座部材5、第二弁座部材50及びガイド75を挟んで固定できる。キャップ部73aとスリーブ13bとの間は、環状のOリング(符示せず)で塞がれるので、スリーブ13b内の作動油が外気側に漏れないようになっている。
また、ガイド75と第二弁座部材50との間には、第二弁座部材50に設けた溝50cにより隙間ができ、第二固定鉄心73と筒部4bとの間には、筒部4bに設けた溝4iにより隙間ができ、第一弁座部材5と第二固定鉄心73は直接接触しないようになっている。そして、バルブディスク2の軸孔2d、バルブハウジング4の内部、第一弁座部材5の連通孔5e、第一弁座部材5の内部、溝50cによりガイド75と第二弁座部材50との間にできる隙間、第一弁座部材5と第二固定鉄心73との間にできる隙間、溝4iにより第二固定鉄心73とバルブハウジング4との間にできる隙間によりパイロット流路18が構成されている。当該パイロット流路18におけるバルブハウジング4の内部は、バルブハウジング4の連通孔4f及び差込穴4dを介して背圧室Pに連通されている。
また、弁体6の圧力制御弁部6bは、ばね部材60及びソレノイドSolとともに圧力を制御する制御部を構成し、圧力制御弁部6bを第一弁座5f(図4)に離着座させてパイロット流路18を開閉する。ばね部材60は、弁体6が中立位置よりも前進した位置にある場合、弁体6を図1中右方へ付勢するので、ばね部材60による付勢力は弁体6を開弁させる方向へ作用する。また、弁体6の開閉弁部6cは、ばね部材60とともにパイロット流路を開閉する開閉部を構成し、開閉弁部6cを第二弁座50b(図4)に離着座させてパイロット流路18における制御部よりも下流側を開閉する。つまり、圧力制御弁PVは、第一弁座5fと弁体6とばね部材60とソレノイドSolとでなる圧力を制御する制御部と、第二弁座50bと弁体6とばね部材60とソレノイドSolとでなる開閉部とを制御部を上流側にしてパイロット流路18に制御部と開閉部とを直列に設け、圧力制御弁部6bと開閉弁部6cを弁体6に一体化させている。
つづいて、第一弁座部材5の連通孔5jと、バルブハウジング4と第一弁座部材5との間の隙間と、連通孔4jによりフェール通路19が構成されている。前述のように連通孔5jは、支持部5cの内周側に開口しており、当該部分は第一弁座5fと第二弁座50bの間である。また、フェール通路19の連通孔4jは、溝4iにより第二固定鉄心73とバルブハウジング4との間にできる隙間に連通されている。つまり、前記フェール通路19は、パイロット流路18における第一弁座5fと第二弁座50bとの間から分岐し、開閉部を迂回して再びパイロット流路18に合流するようになっている。そして、第一弁座部材5とバルブハウジング4との間に挟まれるフェール弁体7を備えてフェール弁FVが構成され、当該フェール弁FVは、フェール弁体7をフェール弁座5iに離着座させてフェール通路19を開閉する。
以下、本実施の形態の可変減衰弁DVの作動について説明する。緩衝器Dが伸縮してロッド側室R1内の圧力が高まると、当該圧力が排出通路14及びポート2eを介して主弁体3に作用するとともに、当該主弁体3の制限通路3c及び弁体間室Cを介して副弁体30に作用する。ピストン速度が低く、主弁体3及び副弁体30が開弁しない場合、作動油は副弁体30の切欠30a(図3)により形成されるオリフィスを通ってリザーバRへ移動する。また、前述のように、副弁体30の増圧比を主弁体3の増圧比よりも小さくして副弁体30の開弁圧を主弁体3の開弁圧よりも小さくしている。このため、ピストン速度が上昇を続けると、まず副弁体30が開弁し、続いて主弁体3が開弁する。副弁体30のみが開弁した状態では、図1中右方へ撓んだ副弁体30の外周部と主弁体3の弁座3bとの間に隙間ができて、当該隙間を通って作動油がリザーバRへ移動できる。また、主弁体3が開弁すると、主弁体3の環状突起3aと弁座部2bとの間に隙間ができて、当該隙間を通って作動油がリザーバRへ移動できるようになる。このように、本実施の形態では、主弁V1がポート2eを段階的(二段階)に開放し、ポート2eとリザーバRとを連通する流路の流路面積を段階的に大きくする。よって、前記緩衝器Dの減衰特性(ピストン速度に対する減衰力の特性)は、図7中実線Xで示すように、ピストン速度が上昇するにしたがって減衰係数(実線Xの傾き)が副弁体30と主弁体3の開弁を境に段階的に小さくなる特性となる。
前記副弁体30がポート2eを開放する開弁圧は、副弁体30の背面に作用する背圧室Pの内部圧力の変更により調節できる。そして、当該背圧室Pの内部圧力は、ソレノイドSolへの通電量の調節によって弁体6を第一弁座5fから離間させる開弁圧(圧力制御弁PVの開弁圧)を調節して、制御できる。つまり、ソレノイドSolへの通電量の調節により減衰力を大小調節できる。
より詳細に説明すると、ソレノイドSolへ電流供給を行い弁体6に推力を作用させて、弁体6の圧力制御弁部6bをばね部材60の付勢力に抗して第一弁座5fに押し付ける場合、ロッド側室R1の圧力がパイロット流路18を通じて弁体6に作用して、当該圧力による圧力制御弁部6bを第一弁座5fから離座させる力と、ばね部材60の付勢力の合力がソレノイドSolの推力を上回るようになると、弁体6が第一弁座5fから離間してパイロット流路18を開放する。このため、ソレノイドSolへ供給する電流量の大小でソレノイドSolの推力を調節すると、圧力制御弁PVの開弁圧を調節できる。そして、圧力制御弁PVが開弁すると、パイロット流路18の圧力制御弁PVよりも上流側の圧力が圧力制御弁PVの開弁圧に等しくなり、パイロット流路18の圧力制御弁PVより上流側の圧力が導入される背圧室Pの内部圧力も当該開弁圧に制御される。背圧室Pの内部圧力を低くした場合、副弁体30及び主弁体3の開弁圧を下げて減衰力を低くでき、背圧室Pの内部圧力を高くした場合、副弁体30及び主弁体3の開弁圧を上げて減衰力を高くできる。
また、本実施の形態では、減衰力を最小にするフルソフト時においては、ソレノイドSolの推力を第一ばね部60bの付勢力に打ち勝つだけの推力とする。すると、ピストン速度が零のときでも、圧力制御弁PVが閉じ切らずに第一弁座5fと圧力制御弁部6bとの間に隙間ができる。よって、ピストン速度が極低速域にある場合、作動油が比較的抵抗なく圧力制御弁PVを通過して、背圧室Pの内部圧力を低くできるので、フルソフト時における極低速域での減衰力を小さくできる。
さらに、フルソフト時ではソレノイドSolの推力が小さいので、弁体6が後退しやすい状態になるが、当該弁体6が第一弁座5fから所定距離L以上離間すると、第二ばね部60cが弁体6に付勢力を与えられなくなり、第一ばね部60bのみが弁体6を付勢するのみとなる。つまり、ばね部材60は、弁体6が第一弁座5fに着座した位置から所定距離L以上離間すると、付勢力を小さくするので、フルソフト時においてピストン速度が高くなり、ロッド側室R1の圧力による圧力制御弁部6bを第一弁座5fから離座させる力が大きくなっても、弁体6が第二弁座50bに着座して開閉部がパイロット流路18の下流を閉塞するのを防止できる。
つづいて、ソレノイドSolの非励磁時には、ソレノイドSolによる推力が失われる。このため、ばね部材60の付勢力により弁体6が第一弁座5fから離座して制御部が開弁する一方で、弁体6が第一ばね部60bによって附勢されて第二弁座50bに着座してパイロット流路18の下流が開閉部によって閉じられる。このようにパイロット流路18が開閉部によって閉じられた状態では、フェール弁FVが開弁するまでの間、作動油は第二弁座部材50のオリフィス50dを通ってリザーバRへ移動する。また、パイロット流路18の圧力がフェール弁FVの開弁圧に達すると、フェール弁体7の外周部が図1中左方へ撓んでフェール弁座5iから離れ、作動油がフェール弁体7とフェール弁座5iとの間にできる隙間を通ってリザーバRへ移動する。
つまり、前記可変減衰弁DVでは、ソレノイドSolへの電流供給が断たれるフェール時の場合、弁体6が第二弁座50bに着座してパイロット流路18を閉塞するので、フェール通路19のみが有効となってフェール弁FVによって背圧室Pの圧力が制御されて減衰力を発揮できる。
前述したように、圧力制御弁PVは、パイロット流路(流路)18に設けられた第一弁座5fと、パイロット流路(流路)18の第一弁座5fより下流に設けられる第二弁座50bと、第一弁座5fと第二弁座50bとの間に配置され第一弁座5fと第二弁座50bの双方に離着座可能であって第一弁座5fと第二弁座50bのうち一方に着座する状態では他方から離間する弁体6と、弁体6に対して第一弁座5f側へ向けて付勢する推力を付与可能なソレノイド(アクチュエータ)Solと、弁体6を第一弁座5fから離間する方向に付勢して第二弁座50bに着座させるばね部材60と、パイロット流路(流路)18における第一弁座5fと第二弁座50bの間から分岐するフェール通路19と、フェール通路19に設けられたフェール弁FVとを備え、ばね部材60は、環状部60aと、環状部60aから延びて常に弁体6を第二弁座50bに着座させる方向に付勢する第一ばね部60bと、環状部60aから延びて弁体6と第一弁座5fとの距離が所定距離L以下となると弁体6を第二弁座50b側へ向けて付勢する第二ばね部60cとを備えている。
このように構成された圧力制御弁PVでは、ばね部材60が第一ばね部60bと第二ばね部60cとを備えているので、ソレノイドSolに第一ばね部60bの付勢力に打ち勝つだけの推力を発揮させれば、弁体6と第一弁座50bとの間および弁体6と第一弁座5fとの間の双方に隙間を生じさせ得る。よって、ソレノイドSolの推力とばね部材60における第一ばね部60bおよび第二ばね部60cの付勢力とにばらつきがあっても、圧力制御弁PVで制御する圧力を最小とする場合に弁体6と第一弁座5fとの間に狙い通りの隙間を生じさせ得るとともに弁体6が第二弁座50bに着座するのも防止でき、圧力制御弁PVにおいて制御可能な圧力の下限のばらつきが少なくなる。また、第一ばね部60bが弁体6を第二弁座50bに着座させるので、ソレノイドSolへの通電が不能となるようなフェール時には、確実にフェール通路19のみを有効としてフェール弁FVにて抵抗を与えて上流側の圧力を最低限要求される圧力以上に規制できる。そして、ばね部材60が第一ばね部60bと第二ばね部60cを備えているので、単一のばね部材60で圧力制御弁PVの圧力の下限のばらつきを抑制できるから、部品点数とコストの増加を招かずに済む。以上より、本発明の圧力制御弁PVによれば、部品点数とコストの増加を招かかず、制御圧力の下限のばらつきを抑制できる。
なお、前述したところでは、ばね部材60は、環状部60aの内周側に第一ばね部60bと第二ばね部60cを備える構造となっていたが、図8に示すように、環状部60dの外周から第一ばね部60eと第二ばね部60fが延びる構造として、環状部60dを弁体6の段部6fに当接させ、第一ばね部60eを第一弁座部材5の段部5gに当接させて、第二ばね部60fを前記段部5gに軸方向で対向させるようにしてもよい。この場合、第一弁座部材5における段部5gの内径を第二弁座部材50における嵌合部50aの内径よりも小径して第一ばね部60bと第二ばね部60cの先端が段部5gに当接できるようにすればよい。
また、本実施の形態では、ばね部材60における第一ばね部60bの先端と第二ばね部60cの先端は、軸方向にずれており、弁体6が第二弁座50bに着座した状態では第一ばね部60bのみが弁体6を付勢するようになっている。このようにばね部材60を構成すると、ばね部材60を板材からプレス加工等の簡単な加工を行って一つのばね部材60に第一ばね部60bと第二ばね部60cを形成できるので、圧力制御弁PVの製造コストをより一層低減できる。
さらに、本実施の形態の圧力制御弁PVでは、第一ばね部60bのばね定数より第二ばね部60cのばね定数を高くしているので、圧力制御弁PVで制御する圧力を最小とする場合にソレノイドSolへ与える推力をごく小さくできるので、圧力を最小とする際の弁体6と第一弁座5fの隙間をより正確に確保でき、圧力下限をより小さくできるとともに、消費電力を低減できる。よって、このような圧力制御弁PVを可変減衰弁DVに適用すれば、緩衝器Dのフルソフト時の減衰力をより一層低減できるとともに、消費電力を低減できる。
また、本実施の形態において、緩衝器Dは、シリンダ1と、シリンダ1内に摺動可能に挿入されて前記シリンダ1内をロッド側室(二つの部屋の内の一方)R1とピストン側室(二つの部屋の内の他方)R2に区画するピストン10と、前記可変減衰弁DVとを備える。そして、この可変減衰弁DVは、ピストン10の摺動時にロッド側室(一方の部屋)R1からピストン10で押し出される作動油の流れに抵抗を与える。このような前記可変減衰弁DVを備える緩衝器Dによれば、フルソフト時に圧力制御弁PVの閉じ切りが防止され、隙間が設けられるので、フルソフト時における微低速域での減衰力を小さくできる。また、フルソフト時には、フェール時のように圧力制御弁PVの開閉部が閉じることがないので、緩衝器Dが所望の減衰力を発揮できる。よって、前記緩衝器Dによれば車両の乗り心地を良好にできる。なお、緩衝器Dの構成は図示する限りではなく、適宜変更できる。さらに、前記可変減衰弁DVは、車両に搭載される緩衝器D以外に利用されてもよい。また、圧力制御弁PVは、開弁圧を調節できるので、可変減衰弁DVの代わりに排出通路14の途中に設けられて、つまり、パイロット流路18を排出通路14として利用するようにして、緩衝器Dの減衰力を調整してもよい。
また、本実施の形態において、可変減衰弁DVは、ポート2eと、このポート2eを開閉する主弁V1とを備える。そして、パイロット流路18は、ポート2eの主弁V1よりも上流側の圧力を主弁V1の背圧として導くとともに、圧力制御弁部6bの開閉度合の調整で前記背圧を制御する。前記開閉度合とは、圧力制御弁PVの開弁圧、隙間等、圧力制御弁PVの予め開いた状態も含む開き易さの度合いをいうものである。前記構成によれば、ポート2eの上流側の圧力を利用して主弁V1の開弁圧を設定できる。さらに、前記構成によれば、主弁V1の背圧、即ち、背圧室Pの内部圧力を制御して主弁V1の開弁圧を調節するため、パイロット流路18を流れる流量に依存せずに前記背圧を狙い通りに調節し、減衰力のバラツキを小さくできる。
なお、前記パイロット流路18の途中にはオリフィス2fが設けられ、ポート2eの上流側の圧力を背圧室Pに減圧して導くようになっている。しかし、ポート2eの上流側の圧力を減圧して背圧室Pへ導くための構成は、オリフィス2fに限らず、チョーク等の他の弁に替えてもよい。また、前記主弁V1は、主弁体3と副弁体30とを備え、ポート2eを二段階に開放するので、フルソフト時における減衰力を小さくして、減衰力の可変幅を大きくできるが、主弁V1の構成も適宜変更できる。さらに、パイロット流路18以外の流路に本発明が適用されるとしてもよい。
なお、本実施の形態において、フェール弁FVは、積層リーフバルブであるフェール弁体7を備えて構成されるが、フェール弁FVの構成は適宜変更できる。また、アクチュエータは、ソレノイドSolに限られず、たとえば、リニアモータやエアシリンダ等といった弁体6にばね部材60の付勢力に抗する推力を与えて圧力制御弁PVの開弁圧を調節可能なものであればよい。
なお、本実施の形態では、圧力制御弁PVを可変減衰弁DVに適用しているが、圧力制御弁PVは油圧回路中で単独で使用可能であり、単独で使用されても本願発明の効果は失われない。
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。