JP4476797B2 - バルブ構造 - Google Patents

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、たとえば、緩衝器のピストン部に具現化され、ピストン部に設けたポートの出口端に各ポートに連通する窓と言われる環状溝を形成し、この環状の窓を積層リーフバルブで開閉することによりポートを開閉するものが知られている。

そして、この窓の半径方向幅寸法は、ポートの直径より大きく設定され、さらに、積層リーフバルブは、何枚かの環板状のバルブを積層させて形成され、上記窓の外周側に設けた環状の弁座に当接されている。

したがって、この積層リーフバルブの受圧面積は、上記窓の開口面積、すなわち、流路面積となる（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００４−２５７５０７号公報（段落番号００１９、図１）

ところで、緩衝器にあっては、ピストン速度が低速となる領域において減衰力を高める方がよいとされる場合がある。

そして、ピストン速度が低速となる領域において、減衰力を高める場合、リーフバルブが弁座から離座するときの圧力、すなわち、クラッキング圧を大きくすることが考えられ、このクラッキング圧を大きくする方法として、リーフバルブの受圧面積を小さくする方法がある。

しかし、従来バルブ構造において受圧面積を小さくするには、窓の開口面積小さくするしかないが、窓を小さくすると必然的に、ポートの径を小さくしなくてはならず、そうすると、緩衝器の伸縮の際に充分な流量を確保することができなくなる。

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、クラッキング圧を大きくする場合にあっても、充分な流量の確保できる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、本発明の第１の課題解決手段におけるバルブ構造は、ポートとポートの出口端に連通される環状の窓が形成されるバルブボディと、バルブボディへ向けて附勢されてバルブボディに離間可能に積層され窓を閉じる板状弁体を備えたバルブ構造において、バルブボディに対して離接自在であって上記窓内に収容されるとともに板状弁体とバルブボディとの間に介装されて板状弁体の受圧面積を調節する調節部材を設けたことを特徴とする。

また、第２の課題解決手段におけるバルブ構造は、ポートとポートの出口端に連通される環状の窓が形成されるピストンと、ピストンへ向けて附勢されてピストンに離間可能に積層され窓を閉じる板状弁体を備えたバルブ構造において、ピストンに対して離接自在であって上記窓内に収容されるとともに板状弁体とピストンとの間に介装されて板状弁体の受圧面積を調節する調節部材を設けたことを特徴とする。

各請求項の発明によれば、調節部材が窓にラップしている面積の大きさによって板状弁体の受圧面積を調節することができ、これにより、板状弁体のクラッキング圧を調節することができる。

そして、ピストン速度が中高速となるときの流量は、調節部材がポート出口端から離脱しポートが全開となることによって確保され、ピストン速度が中高速となるときに流量不足となって必要以上の減衰力が発生されてしまい、緩衝器が搭載される車両における乗り心地を悪化してしまう懸念がない。

したがって、クラッキング圧を大きくする場合にあっても、充分な流量確保が行われることになる。

また、板状弁体のクラッキング圧を調節部材が窓にラップする面積によって容易に変更することができ、さらに、バルブボディの形状を既存の形状そのままとして調節部材を取り替えることでクラッキング圧の調節を行うことができるので、バルブボディの形状を特殊な形状にする必要がなく、生産コストも向上することになる。

さらに、受圧面積を小さくすることでクラッキング圧を大きくすることができ、これにより、バルブ構造が具現化される緩衝器においてピストン速度が微低速時にあっても必要とされる減衰力を発生させることができ、また、ピストン速度が低速域にある場合の減衰力を従来バルブ構造の減衰力に比較して大きくすることができ、車両における乗り心地を向上することができる。

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縦断面図である。図２は、バルブ構造が具現化したピストンの一部拡大平面図である。

本発明のバルブ構造は、図１に示すように、緩衝器のピストン部に具現化されており、複数のポート１と各ポート１に連通する環状溝たる窓２とを備えたバルブボディたる環状のピストン３と、上記ポート１の下流端を開閉する板状弁体たるリーフバルブ１０と、上記ピストン３とリーフバルブ１０との間に介装された調節部材１５と、リーフバルブ１０をピストン３方向に附勢するバネ２０と、で構成されている。

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３０と、シリンダ３０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ピストンロッド３１と、ピストンロッド３１の端部に設けたピストン３と、シリンダ３０内にピストン３で区画した上室Ｒ１と下室Ｒ２と、シリンダ３０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ている。

ピストン３は、環状のディスク部４と、ディスク部４の外周側から延設されシリンダ３０の内周に摺接する摺接部５とを備え、ディスク部４は、上室Ｒ１と下室Ｒ２とを連通し同一円周上に配置されて設けられる複数の伸側ポートとなるポート１と、ポート１の外周側に形成される複数の圧側ポート６と、ディスク部４の図中下端に形成され各ポート１の出口端を連通する環状の窓２と、窓２の外周側にリーフバルブ１０が着座する環状の弁座７とを備えている。

なお、ピストンロッド３１の縮径部３２には、図１中上から順にバルブストッパ３４、間座３５、圧側リーフバルブ３６および上記ピストン３が挿入され、ピストンロッド３１の図中下端となる先端に設けた螺子部３３に螺着されるピストンナット３７で上記各部材がピストンロッド３１に固定されている。

また、ピストンナット３７は、内周側に上記螺子部３３に螺合される螺子部３９を備えた筒部３８と、筒部３８の図中下端から延設され外周側に螺子部４１を備えたヘッド部４０とを備えている。

他方、調節部材１５は、環状に形成されて窓２内に収納され、また、その内周側には、上記ピストンナット３７の筒部３８の外周に摺動自在に挿入され、調節部材１５は、ピストンナット３７に対し上下移動が可能なようになっている。

さらに、調節部材１５は、窓２の底面２ａに当接した際、ポート１の出口端における開口面積を減ずる、すなわち、ポート１にラップするように設定されている。

転じて、リーフバルブ１０は、環状に形成されるとともに、複数枚を積層して積層リーフバルブとしてあり、具体的には、ポート１に対面しＣ型の長孔を備えたリーフバルブ１１と、リーフバルブ１１に積層され、円周方向に等間隔をもって設けた４個の円弧状長孔と、この長孔と外周とを連通するチョークとを備えたリーフバルブ１２と、リーフバルブ１２に積層されるリーフバルブ１３とで構成されており、緩衝器の伸縮時におけるピストン速度が低い場合には、シリンダ３０内の作動油はリーフバルブ１２におけるチョークを通過するとともに、リーフバルブ１３を撓ませて減衰力を発生し、緩衝器の伸縮時におけるピストン速度が高い場合には、リーフバルブ１０全体を撓ませて減衰力を発生することができる。

なお、上記チョークや長孔の形状については、これに限定されず、緩衝器の仕様に応じて最適な減衰力を発生できるように設定されればよく、弁座７に打刻オリフィスを形成する場合には、上記各リーフバルブ１１，１２，１３にチョークや長孔を形成せず、単にそれぞれを環板状のリーフバルブとしておくとしてもよい。

そして、リーフバルブ１０の内周側には、上記ピストンナット３７が挿入され、図中最上段に配置されるリーフバルブ１１は、上記調節部材１５と弁座７に当接させてある。

したがって、リーフバルブ１０が弁座７に離着座することにより、ポート１を開閉することができるようになっている。

また、ピストンナット３７の筒部３８は、図中上から順に環状の間座４５、バルブストッパ２１、バネ２０およびバネ受け２２に挿入され、ナット４６で上記各部材がピストンナット３７に固定されている。

上記構成によって、調節部材１５、リーフバルブ１０および間座４５は、バネ２０によってピストン３のディスク部４側に向けて附勢されている。

そして、リーフバルブ１０の受圧面積は、該リーフバルブ１０が調節部材１５に当接しているので、図２に示すように、窓２の開口面積から調節部材１５が窓２の開口面積にラップする面積を除した面積となる。

したがって、このピストン部に具現化されたバルブ構造にあっては、調節部材１５が窓２にラップしている面積の大きさによって板状弁体たるリーフバルブ１０の受圧面積を調節することができるのである。

そして、緩衝器が伸長する時、作動油は、上室Ｒ１から下室Ｒ２へポート１を通過して移動するが、ピストン速度が低速の時には、リーフバルブ１０が弁座７に着座した状態を維持するように設定されている。

ピストン速度が所定の速度となると、リーフバルブ１０が撓んで弁座７から離座してリーフバルブ１０がポート１を開放することになる。

なお、リーフバルブ１０が撓んで弁座７から離座するときのクラッキング圧は、上記受圧面積によって決定され、受圧面積が小さければ小さいほどクラッキング圧を大きくすることができる。

すなわち、このバルブ構造にあっては、受圧面積を小さくすることでクラッキング圧を大きくすることができ、これにより図３に示すように、ピストン速度が微低速時にあっても必要とされる減衰力を発生させることができ、また、図中実線で示す低速域にある場合の減衰力ａを図中破線で示す従来バルブ構造の減衰力ｂに比較して大きくすることができる。

したがって、このバルブ構造が具現化された緩衝器を車両に搭載すれば、車両における乗り心地を向上することが可能となる。

また、上室Ｒ１内と下室Ｒ２内の圧力差が上記クラッキング圧に達すると、上述のようにリーフバルブ１０が撓んで弁座７から離座するが、さらに、上室Ｒ１内と下室Ｒ２内の圧力差が大きくなる、つまり、ピストン速度が速くなると、作動油は、リーフバルブ１０全体をバネ２０のバネ力に抗して図１中下方に押し下げることになる。

このとき、作動油は、調節部材１５をもリーフバルブ１０を一緒に図１中下方に押し下げることとなり、調節部材１５は窓２の底面２ａから離れてポート１の出口端から離脱することになり、ポート１における流路面積はポート１の開口面積となる。

すなわち、ピストン速度が中高速となるときの流量はポート１が全開となることによって確保され、ピストン速度が中高速となるときに流量不足となって必要以上の減衰力が発生されてしまい、緩衝器が搭載される車両における乗り心地を悪化してしまう懸念がない。

したがって、このバルブ構造にあっては、クラッキング圧を大きくする場合にあっても、充分な流量確保が行われることになる。

また、板状弁体たるリーフバルブ１０のクラッキング圧を調節部材１５が窓２にラップする面積によって容易に変更することができ、さらに、バルブボディたるピストン３の形状を既存の形状そのままとして調節部材１５を取り替えることでクラッキング圧の調節を行うことができるので、ピストン形状を特殊な形状にする必要がないので、生産コストも向上することになる。

さらに、受圧面積の調節は調節部材で行われることから、窓の幅を小さくして受圧面積を小さくする方法に比較して、ポートを形成する穴あけ加工時に弁座にバリができてしまい、バリを取り除く作業が別途必要となったり加工工数が増えてしまったりと言った不具合がない。

なお、上記したところでは、調節部材１５を１つの部品で構成しているが、これを環状の薄板を複数枚積層させて構成させても良い。

また、本実施の形態においては、リーフバルブ１０の内周側をバネ２０でピストン３側に向けて附勢しているが、バルブストッパ２１の形状を変更して、リーフバルブ１０の外周側を附勢するようにしてもよい。

また、上記したところからでは、本発明のバルブ構造が緩衝器のピストン部に具現化された場合について説明したが、ベースバルブ部に具現化されても良いことは無論である。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、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ことは勿論である。

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縦断面図である。 バルブ構造が具現化したピストンの一部拡大平面図である。 バルブ構造が具現化された緩衝器の減衰特性を示す図である。

符号の説明

１ ポート
２ 窓
２ａ 底面
３ バルブボディたるピストン
４ ディスク部
５ 摺接部
６ 圧側ポート
７ 弁座
１０ 板状弁体たるリーフバルブ
１１，１２，１３ リーフバルブ
１５ 調節部材
２０ バネ
２１，３４ バルブストッパ
２２ バネ受け
３０ シリンダ
３１ ピストンロッド
３２ 縮径部
３３ 螺子部
３５ 間座
３６ 圧側リーフバルブ
３７ ピストンナット
３８ 筒部
３９ 螺子部
４０ ヘッド部
４１ 螺子部
４５ 間座
４６ ナット
Ｒ１ 上室
Ｒ２ 下室

Claims (2)

1. ポートとポートの出口端に連通される環状の窓が形成されるバルブボディと、バルブボディへ向けて附勢されてバルブボディに離間可能に積層され窓を閉じる板状弁体を備えたバルブ構造において、バルブボディに対して離接自在であって上記窓内に収容されるとともに板状弁体とバルブボディとの間に介装されて板状弁体の受圧面積を調節する調節部材を設けたことを特徴とするバルブ構造。
2. ポートとポートの出口端に連通される環状の窓が形成されるピストンと、ピストンへ向けて附勢されてピストンに離間可能に積層され窓を閉じる板状弁体を備えたバルブ構造において、ピストンに対して離接自在であって上記窓内に収容されるとともに板状弁体とピストンとの間に介装されて板状弁体の受圧面積を調節する調節部材を設けたことを特徴とするバルブ構造。

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