JP5559576B2 - 減衰弁 - Google Patents

Description

この発明は、減衰弁に関し、特に、たとえば、筒型に形成の緩衝器にあって、シリンダ体内からの作動流体をシリンダ体外のリザーバへ流出させる流路中に設けられる減衰弁の改良に関する。

たとえば、筒型に形成の緩衝器にあって、シリンダ体内からの作動流体をシリンダ体外のリザーバへ流出させる流路中に設けられる減衰弁としては、従来から種々提案があるが、その中で、たとえば、特許文献１に開示の提案にあっては、弁要素として、ポペット弁体からなる主弁と、任意に構成されるフェール弁とを有する。

すなわち、上記の特許文献１に開示の減衰弁は、複筒型であってユニフロー型に形成の緩衝器におけるシリンダ体内とシリンダ体の外となるリザーバとを連通する流路を遮断するように配設されるバルブケースを有し、このバルブケース内における流路、すなわち、シリンダ体内とリザーバとを連通する流路中に上記のポペット弁体からなる主弁とこの主弁に直列する任意構成のフェール弁とを有する。

そして、この減衰弁にあっては、バルブケースにソレノイドを有し、このソレノイドの励磁時の推力で主弁におけるバルブ開度を広狭調整する一方で、フェール弁は、ソレノイドへの供給電流が設定値以下となる場合、たとえば、システムの作動に異常があるなどでソレノイドへの供給電流が設定値以下となるときに上記の流路における流路面積を狭くするフェールポジションを有する。

それゆえ、この特許文献１に開示の減衰弁にあっては、単一のソレノイドで主弁とフェール弁とを独立して駆動し、ソレノイドへの供給電流が所定値を超える状態では、主弁のみが流路における流路面積を制限してフェール弁は流路に影響を与えず、反対に、ソレノイドへの供給電流が所定値以下である場合にはフェール弁のみが流路における流路面積を制限して主弁は流路に影響を与えない。

その結果、主弁とフェール弁とが互いに干渉しあうことが無く、減衰力調整とフェールセーフとを確実に実現でき、したがって、公差等による製品毎のバラツキを補正するために、たとえば、主弁たるポペット弁体にソレノイドの励磁時の推力に抗する推力を与えるための弾性体たる附勢バネにおける初期荷重を調節しても、フェール弁には影響が無く、フェール時の減衰力に影響を与えず、フェール時と通常作動時における製品のバラツキを無くせる。

特開２００９‐２２２１３６公報（特許請求の範囲，明細書中の段落０００９，同００１０，図１，図２参照）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の減衰弁にあっては、主弁とフェール弁とが互いに干渉しあうことが無く、減衰力調整とフェールセーフとを確実に実現できる点で、基本的に問題がある訳ではないが、その実施にあって、些かの不具合があると指摘される可能性がある。

すなわち、上記の減衰弁における弁要素を構成する主弁は、ポペット弁体からなるが、このポペット弁体は、凡そこの種のポペット弁体がそうであるように、上記の流路を構成する孔内で摺動する基端摺動部を有すると共に、流路を形成する開口に尖端を臨ませる先端部とを有してなる。

そして、このポペット弁体における基端摺動部は、孔内に摺動隙間を有して収装されるので、この摺動隙間が潤滑油の浸入を許容するほどに狭い場合には、基端摺動部が孔内で横方向に、すなわち、孔の径方向に基端摺動部が移動することをいたずらに懸念する必要はない。

しかし、部品製作時の製作誤差や爾後の磨耗などで上記の摺動隙間が大き過ぎることになると、先端部の外周を摺るようにして流れる作動流体の流れの影響を受けて、特に、基端摺動部が孔内でこの孔の径方向に振動することが確認されている。

そして、システムにおける圧力変化が著しくなる場合、たとえば、緩衝器のように、高圧低圧を頻繁に繰り返す場合には、上記の振動に起因する騒音発生や発生減衰力の変動に繋がる危惧がある。

この発明は、上記した現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、基本的には、主弁たるポペット弁体における孔内で摺動する基端摺動部が孔の径方向に振動せずして騒音発生を危惧させない構造を提案することであり、具体的には、たとえば、複筒型であってユニフロー型に形成の緩衝器における減衰部への具現化に向き、その緩衝器の汎用性の向上を期待するのに最適となる減衰弁を提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明の課題解決手段の一つは、緩衝器における上流側からの作動流体を緩衝器における下流側に通過させる流路に配設され、この流路がこの流路における流路面積を設定する孔からなる縮径部およびこの縮径部に連続する拡径部を有すると共にこの拡径部に収装される主弁たるポペット弁体を有し、このポペット弁体が上記の縮径部における開口に尖端を臨ませる先端部およびこの先端部を連設させながら摺動隙間を有して拡径部に摺動可能に収装される基端摺動部を有してなる減衰弁において、上記のポペット弁体に先端部の端面から軸芯部に開穿される縦穴と、この縦穴に内側端が連通して外側端が基端摺動部の外周側部に向けて延設される横穴と、基端摺動部の外周部に形成されて横穴の外側端を開口させる容室とを形成し、上流側たる縮径部から流出する作動流体が拡径部を通過して下流側に流出する際に作動流体を縦穴および横穴を通過して容室に流入させ、この容室に流体力を具有させることにより上記基端摺動部を径方向に偏芯させてポペット弁体の拡径部での径方向への遊動を阻止することを特徴とする。
同じく、他の手段は、緩衝器における上流側からの作動流体を緩衝器における下流側に通過させる流路の途中に配設されてこの流路を通過する作動流体に抵抗を与える主弁たるポペット弁体と、このポペット弁体に上記の流路における面積を制限する方向に推力を与えるソレノイドと、上記のポペット弁体に後退方向に推力を与えて上記の流路における面積を大きくする弾性体と、上記の流路の途中に設けられて上記のポペット弁体に直列配置されるフェール弁と有し、上記のポペット弁体が上記の流路を形成するバルブハウジングにおける拡径部に摺動可能に収装されて後端を上記のソレノイドにおける可動鉄心に対向させる基端摺動部と、この基端摺動部の一端に一体に連設されて上記の弾性体たる附勢バネを巻装させる小径部と、この小径部の一端に一体に連設されて進退時に上記の流路における面積を広狭する先端部とを有してなる減衰弁において、上記のポペット弁体に先端部の端面から軸芯部に開穿される縦穴と、この縦穴に内側端が連通して外側端が基端摺動部の外周側部に向けて延設される横穴と、基端摺動部の外周部に形成されて横穴の外側端を開口させる容室とを形成し、上流側たる縮径部から流出する作動流体が拡径部を通過して下流側に流出する際に作動流体を縦穴および横穴を通過して容室に流入させ、この容室に流体力を具有させることにより上記基端摺動部を径方向に偏芯させてポペット弁体の拡径部での径方向への遊動を阻止することを特徴とする。

それゆえ、この発明にあっては、流路を形成する拡径部に摺動隙間を有して摺動可能に収装される主弁たるポペット弁体における基端摺動部が拡径部で径方向に偏芯されて遊動が阻止されるから、基端摺動部が拡径部で径方向に遊動することによる騒音発生を阻止できる。

その結果、この発明によれば、製作誤差などで流路たる孔における拡径部とこの拡径部に収装されるポペット弁体における基端摺動部との間に出現する摺動隙間の大きさが区々になる場合や、経年使用によって摺動隙間が大きくなる場合にも、ポペット弁体を拡径部で安定させることが可能になり、所望の減衰作用の具現化を可能にする。

この発明による減衰弁を有する緩衝器を原理的に示す縦断面図である。 この発明の一実施形態による減衰弁を示す縦断面図である。 本発明のポペット弁体と基本的形態が同じ実施形態に係るポペット弁体を流路と共に部分的に示す拡大断面図である。 バルブハウジングに形成の縮径部における開口にポペット弁体の先端部における尖端が臨んでいる状態を示す図である。 本発明のポペット弁体と基本的形態が同じ他の実施形態に係るポペット弁体を図３と同様に示す図である。 本発明の実施形態に係るポペット弁体を図３と同様に示す図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。
この場合、図６は本発明の実施形態に係るポペット弁体７を示し、図３、図５は図６のポペット弁体７と基本形態が同じ実施形態に係るポペット弁体７を示すものである。
図１に示すように、ポペット弁体７を組み込んだ本発明の減衰弁Ｖは、たとえば、複筒型であってユニフロー型に形成の緩衝器（符示せず）への利用に向く。

すなわち、図示する緩衝器は、作動流体たる作動油を充満するシリンダ体１の外に外筒２を有し、この外筒２とシリンダ体１との間をリザーバＲに設定し、シリンダ体１内にロッド体３を出没可能に挿通し、このロッド体３の図中で下端部となる先端部にシリンダ体１内に摺動可能に収装されるピストン体４を連設させる。

そして、ピストン体４は、シリンダ体１内にピストン体４の上方となるロッド側室Ｒ１と、ピストン体４の下方となるピストン側室Ｒ２とを画成すると共に、ピストン側室Ｒ２の作動油がロッド側室Ｒ１に流入することを許容するがその逆となる流れを阻止する伸側チェック弁４ａを有する。

また、シリンダ体１は、下端部の内側にシリンダ体１の外となるリザーバＲとシリンダ体１内となるピストン側室Ｒ２とを画成するベースバルブ部５を有し、このベースバルブ部５は、リザーバＲからの作動油のピストン側室Ｒ２への流入を許容するがその逆となる流れを阻止する圧側チェック弁５ａを有する。

一方、シリンダ体１と外筒２との間には、隔壁体たるパイプ６を有し、このパイプ６とシリンダ体１との間をシリンダ体１内のロッド側室Ｒ１に連通する言わば上流側となる通路Ｌ１に設定する。

そして、上記のパイプ６と外筒２との間をシリンダ体１内のピストン側室Ｒ２に連通する言わば下流側となる通路Ｌ２に設定し、この通路Ｌ２と上記の通路Ｌ１とで構成される流路Ｌ中に上記した減衰弁Ｖを配設する。

なお、上記のリザーバＲは、油面Ｏを境にする気室Ａを有し、この気室Ａは、封入される不活性ガスなどの気体の膨縮でエアバネ力を具有する。

それゆえ、この緩衝器にあっては、シリンダ体１内をピストン体４が下降する収縮作動時にピストン側室Ｒ２からの作動油が伸側チェック弁４ａを通過してロッド側室Ｒ１に流入する。

このとき、ピストン側室Ｒ２において余剰となるロッド侵入体積分に相当する量の作動油も伸側チェック弁４ａを通過してロッド側Ｒ１に流入するから、この緩衝器の収縮作動時には、ロッド側室Ｒ１から上記のロッド侵入体積分に相当する量の作動油が上流側となる通路Ｌ１を通過して減衰弁Ｖに向けて流出される。

一方、この緩衝器にあっては、シリンダ体１内をピストン体４が上昇する伸長作動時にロッド側室Ｒ１から作動油が通路Ｌ１を通過して減衰弁Ｖに向けて流出され、このとき、ピストン側室Ｒ２において退出ロッド変位にシリンダ径を乗算した体積分に相当する量の作動油が不足する。

したがって、この不足分を補うようにリザーバＲからの作動油が下流側となる通路Ｌ２および圧側チェック弁５ａを通過してピストン側室Ｒ２に補充され、全体として見れば、減衰弁Ｖは、ロッド側室Ｒ１から流出される作動油を通過させ、このとき、所定の減衰作用を具現化する。

ちなみに、上記のロッド体３の断面積と上記のピストン側室Ｒ２の断面積とを１：２に設定する場合には、この緩衝器の伸縮作動時にシリンダ体１内から減衰弁Ｖに向けて流出される作動油量が同じになり、発生減衰力が同じになる。

緩衝器が上記のように形成されるのに対して、減衰弁Ｖは、上記したシリンダ体１内のロッド側室Ｒ１に連通する上流側とされる通路Ｌ１と、上記したシリンダ体１内のピストン側室Ｒ２とに連通する下流側とされる通路Ｌ２とからなる流路Ｌ中に配設され、図示するところでは、主弁たるポペット弁体７を有する一方で、ソレノイド８と、弾性体９と、フェール弁１０とを有してなる。

以下に、説明すると、減衰弁Ｖは、外筒２に形成の開口２ａを取り囲むように外筒２の外周に連設される筒状に形成のソケット２１に図中で左端部となる先端部（符示せず）を螺着させるバルブケース１１を有する。

そして、このバルブケース１１は、上記のソケット２１に螺着される筒部１１１と、この筒部１１１の図中で右端部となる後端部（符示せず）に加締固着される蓋部１１２とを有していわゆるキャップ状に形成される。

このとき、バルブケース１１は、筒部１１１の内周のほぼ中央部にフランジ部１１１ａを有し、このフランジ部１１１ａにソレノイド８の言わば先端を係止させた状態でこのソレノイド８の後端を上記の蓋部１１２で覆う。

そして、ソレノイド８は、巻線８１と、この巻線８１を内包する状態に保持するボビン８２とを有し、このボビン８２の先端が上記のフランジ部１１１ａに係止されると共に後端が上記の蓋部１１２に当接されて固定され、このボビン８２の内側にはいわゆる鉄心部（符示せず）を有する。

鉄心部は、図中で開口を左に向かせる横向きの有底筒状に形成されてボビン８２の内側に嵌着される外側固定鉄心８３と、この外側固定鉄心８３に直列する非磁性体からなるスペーサ８４と、このスペーサ８４に直列される内側固定鉄心８５と、この内側固定鉄心８５に直列される可動鉄心８６とを有し、この可動鉄心８６は、後述するフェール弁１０におけるフェール弁体を構成する。

そして、鉄心部は、外側固定鉄心８３の内側に非磁性体からなるワッシャ８７を挟んで可動鉄心８８を有し、この可動鉄心８８は、図中で開口を右に向かせる横向きの有頭筒状に形成されて、軸芯部に同じく図中で開口を右に向かせる凹部８８ａを有する。

また、外側固定鉄心８３は、底部の軸芯部にバネ力調整ネジ１２を螺装させ、このバネ力調整ネジ１２は、先端側を上記の凹部８８ａに臨在させ、この凹部８８ａには基端がバネ力調整ネジ１２に担持されながら先端が凹部８８ａの内底に係止される遮断弾性体たる附勢バネ１３が収装される。

ちなみに、図示するところでは、前記したバルブケース１１における蓋部１１２を筒部１１１に加締固定する前にのみ、バネ力調整ネジ１２の操作を可能にする設定とされるが、これに代えて、図示しないが、蓋部１１２が筒部１１１に分離可能に連結され、したがって、蓋部１１２の連結後にバネ力調整ネジ１２の操作を可能にするようにしても良い。

それゆえ、可動鉄心８８は、図中で左端部となる頭部をポペット弁体７の後端に当接し、附勢バネ１３の推力をポペット弁体７に伝えると共に、附勢バネ１３は、ソレノイド８の励磁時には、吸引される可動鉄心８８を介してポペット弁体７に図中で左側へ向かう方向の推力を与える。

なお、可動鉄心８８のポペット弁体７側となる図中の左側への移動限界は、バルブハウジング１４の図中での右端部の外周に嵌合されて膨径部１４ｉで左方への移動が規制されている非磁性体からなる筒状のストッパ１４２によって規制されるが、このストッパ１４２および前記のワッシャ８７を合成樹脂材などで形成することで、可動鉄心８８の衝合時における衝撃や音の発生を抑制できる。

そして、可動鉄心８８は、図中で右側となる基端側を外側固定鉄心８３の内側に摺動自在に挿入するが、ワッシャ８７に当接するまで挿入されるとき、図中で左端部となる頭部の側面が内側固定鉄心８５の内周に若干対向する至近に位置決められる。

なお、可動鉄心８８は、肉厚部に図中で左右側となる内外の連通を許容する透孔８８ｂと、外周側部に同じく内外の連通を許容する溝８８ｃとを有し、外側固定鉄心８３と可動鉄心８８で仕切られるワッシャ８７を有する空間を密閉させない。

ところで、内側固定鉄心８５は、筒状とされ、外側固定鉄心８３側の開口端は、内周側に傾斜するテーパとされ、巻線８１への通電時に発生する磁束が右端内周側に集中するようになっており、この内側固定鉄心８５と外側固定鉄心８３との間に介装される非磁性体のスペーサ８４における図中での左端の形状は、内側固定鉄心８５のテーパに符合する形状とされている。

上述したところから、このソレノイド８にあっては、磁路が外側固定鉄心８３，可動鉄心８８および内側固定鉄心８５を通過するように形成され、巻線８１が励磁されると、外側固定鉄心８３寄りに配置される可動鉄心８８が内側固定鉄心８５側に吸引され、可動鉄心８８には図中で左側へ向かう推力が作用する。

一方、上記のバルブケース１１は、上記のフランジ部１１１ａと上記したソケット２１における段部２１ａとの間にバルブハウジング１４におけるフランジ部１４ａと非磁性体からなるバネホルダ１０１を挟持し、これによって、バルブハウジング１４が緩衝器に固定される。

このとき、バネホルダ１０１は、外筒２に設けたソケット２１の内周にも嵌合され、外周にシール部材１０２を有し、このシール部材１０２によって、バネホルダ１０１の外周とソケット２１の内周との間における連通、すなわち、いわゆる流路Ｌ側の作動油がソレノイド８側に浸入するのを阻止する。

なお、図示するところにあっては、バネホルダ１０１は、図中で右端となる後端に前記したソレノイド８におけるボビン８２の先端を当接させ、図中で右端部となる基端部にフランジ部１０１ａを有し、このフランジ部１０１ａの内周に内側固定鉄心８５の外周に嵌合させる。

ところで、バルブハウジング１４は、前記したパイプ６、すなわち、図２中にあって、シリンダ体１と外筒２との間に配設されるパイプ６に開口（符示せず）を形成するように外側に向けて折り曲げ加工された筒部６ａに図中で左端部となる先端部（符示せず）がシール部材１４１の配設下に嵌装されるほぼ円柱状に形成の本体部１４ｂを有し、この本体部１４ｂの外周であって軸線方向のほぼ中央部に前記したフランジ部１４ａを有する。

ちなみに、上記のパイプ６に形成される筒部６ａは、図中で右端部となる先端部が前記した外筒２に形成の開口２ａに臨在されるので、この筒部６ａに対する外筒２の外側からのバルブハウジング１４の連結が容易に可能となり、また、上記のシール部材１４１の配設で通路Ｌ１と通路Ｌ２との連通が阻止される。

そして、バルブハウジング１４は、上記の本体部１４ｂにおける図中で左端部となる先端部の軸芯部に任意の径に開穿されて図中で左右方向に延びる縦孔１４ｃと、この縦孔１４ｃに直列して連続する丸孔からなりながら制御対象となる流路Ｌにおける流路面積を設定する縮径部１４ｄと、この縮径部１４ｄに直列しながら連続して同じく丸孔からなる拡径部１４ｅと、この拡径部１４ｅに連続して本体部１４ｂにおけるほぼ中央部に径方向に開穿されて外周に開口する横孔１４ｆとを有する。

そしてまた、このバルブハウジング１４にあっては、上記のフランジ部１４ａに図中で左右側となる上流側と下流側との連通を許容する連通孔１４ｇを有し、したがって、この減衰弁Ｖにおける流路Ｌは、通路Ｌ１に連通する筒部６ａの内側となる縦孔１４ｃ，縮径部１４ｄ，拡径部１４ｅ，横孔１４ｆ，バルブハウジング１４の外であってフランジ部１４ａの下流側，連通孔１４ｇ，バルブハウジング１４の外であってフランジ部１４ａの上流側および通路Ｌ２に連通する外筒２の開口２ａで形成される。

ちなみに、このバルブハウジング１４にあっては、縮径部１４ｄの図中で右端となる開口端が弁座１４ｈとされ、この弁座１４ｈには、この縮径部１４ｄに直列されるように形成される拡径部１４ｅに収装の後述するポペット弁体７が対向する。

ところで、この発明の減衰弁Ｖにあっては、前記した特許文献１に開示の提案たる減衰弁と同様に、弁要素として、ポペット弁体７からなる主弁と、この主弁に直列する任意構成のフェール弁１０とを有する。

以下に、説明すると、ポペット弁体７は、前記したバルブハウジング１４における拡径部１４ｅに摺動可能に収装され、図中で右端部となる大径部たる基端摺動部７ａと、この基端摺動部７ａの図中で左端となる先端に一体に連設される小径部７ｂと、この小径部７ｂの左端となる先端に一体に連設されて流路Ｌを形成する前記した縮径部１４ｄの開口に尖端を臨ませる先端部７ｃとを有してなる。

そして、このポペット弁体７にあっては、小径部７ｂの外側に巻装される附勢バネからなる弾性体９のバネ力によって図中で右行する方向たるいわゆる後退方向に附勢され、最も大きく後退するときに、前記した弁座１４ｈから先端部７の尖端が大きく離れて、縮径部１４ｄにおける開口面積を最大にする。

また、基端摺動部７ａは、図２には示さないが、拡大図たる図３に示すように、拡径部１４ｅの内周との間に摺動隙間Ｓを有して収装され、そして、この拡径部１４ｅには、弾性体９が併せて収装され、この弾性体９の図２中で右端となる基端が基端摺動部７ａの先端に担持され、図２中で左端となる先端が拡径部１４ｅと縮径部１４ｄとの間に出現する段差部（符示せず）に係止される。

そしてまた、この弾性体９は、ポペット弁体７を弁座１４ｈから遠ざける方向に推力を発揮し、ポペット弁体７に流路Ｌにおける流路面積を最大とする方向に推力を与え、したがって、ポペット弁体７にあっては、先端部７ｃが弁座１４ｈに離着座することで流路Ｌをリニアに開閉する。

なお、このポペット弁体７にあっては、小径部７ｂが拡径部１４ｅの内周との間に作動油の通路となる隙間を有し、ポペット弁体７がこの拡径部１４ｅに開口する横孔１４ｆを閉塞しないように配慮する。

したがって、ポペット弁体７は、前記した可動鉄心８８を介して弾性体９と附勢バネ１３とで挟み込まれており、弾性体９によって流路Ｌの流路面積を最大とする方向への推力を具有する。

そして、このポペット弁体７は、反対に可動鉄心８８を介して附勢バネ１３によって流路Ｌの流路を制限する方向への推力を具有し、したがって、ソレノイド８への通電が無い状態では、弾性体９による推力が附勢バネ１３の推力に釣り合うか上回って、可動鉄心８８がワッシャ８７へ当接するまで外側固定鉄心８３内に押し込まれ、流路Ｌを最大開放する位置にまで弁座１４ｈから後退する。

ここで、弾性体９と附勢バネ１３は、上述したところから理解できるように、直列配置されているため、バネ力調整ネジ１２で附勢バネ１３の支承位置を調節すると、附勢バネ１３の圧縮された状態における長さ、すなわち、圧縮長さを変更するだけでなく、弾性体９の圧縮長さをも調節することができ、これら弾性体９，附勢バネ１３がポペット弁体７に作用させる初期推力を調節することが可能になる。

そして、この初期推力を調節することで、ソレノイド８への供給電流量に対するポペット弁体７の位置、すなわち、流路Ｌにおける流路面積を調整でき、このとき、いわゆる調節部材は、附勢バネ１３の支承位置を軸方向に調節することができれば良いので、上記したバネ力調整ネジ１２に限定されない。

フェール弁１０は、バルブハウジング１４における膨径部１４ｉの外周に摺動自在に装着される可動鉄心８６をフェール弁体とし、この可動鉄心８６とバネホルダ１０１のフランジ部１０１ａとの間に介装される弾性体たる附勢バネ１０３によって図中で左方向たる前進方向に附勢される。

そして、このフェール弁体たる可動鉄心８６は、肉厚の筒状に形成され、外周側に設けた鍔部８６ａと、バルブハウジング１４のフランジ部１４ａにおける図中での右端面に対向する環状突起８６ｂと、内周と外周とを連通するオリフィス８６ｃと、図１中右端から開口してオリフィス８６ｃへ通じる通孔８６ｄとを有する。

そしてまた、この可動鉄心８６にあって、図中での右端となる後端は、内側固定鉄心８５の図中での左端となる先端に隣接し、磁路が内側固定鉄心８５，可動鉄心８６，バルブハウジング１４，ソケット２１およびバルブケース１１を通過するように形成される。

上述したところから、このソレノイド８にあっては、巻線８１が励磁されると、可動鉄心８６が内側固定鉄心８５に吸着され、可動鉄心８６には図中の右側へ向かう推力が作用する。

そして、ソレノイド８への供給電流が所定値を超えると、ソレノイド８によって可動鉄心８６に作用する推力がバネ１０３の推力に打ち勝って内側固定鉄心８５に吸着して流路Ｌを最大に開放する。

反対に、ソレノイド８への供給電流が所定値以下となる場合には、ソレノイド８によって可動鉄心８６に作用する推力がバネ１０３の推力に打ち勝つことができず、可動鉄心８６は、環状突起８６ｂをバルブハウジング１４のフランジ部１４ａへ当接させて流路面積を制限する。

このとき、可動鉄心８６のオリフィス８６ｃが流路Ｌに対向して、このオリフィス８６ｃのみを介して流路Ｌを連通するようになるので流路面積をオリフィス８６ｃの流路面積にまで制限する。

したがって、ソレノイド８への供給電流が所定値を超えると、可動鉄心８６をフェール弁体にするフェール弁１０は、流路Ｌを開放する開放ポジションを採り、反対に、ソレノイド８への供給電流が所定値以下の状態では、オリフィス８６ｃのみを介して流路Ｌを連通するフェールポジションを採る。

なお、フェール弁１０にあって、フェール弁体たる可動鉄心８６が内側固定鉄心８５に密着しても、通孔８６ｄが内側固定鉄心８５の端部によって閉塞されずして連通状態を保ち、可動鉄心８６が内側固定鉄心８５に密着した状態となっても、可動鉄心８８が収容される空間が閉塞されずして、フェール弁１０がロックされて移動不能になる事態が回避される。

上述したように、この減衰弁Ｖにあっては、単一のソレノイド８で弁要素となる主弁を構成するポペット弁体７とフェール弁１０を構成する可動鉄心８６とを独立して駆動し、ソレノイド８への供給電流が所定値を超える状態では、ポペット弁体７のみが流路Ｌを制限して可動鉄心８６は流路Ｌに影響を与えず、反対に、ソレノイド８への供給電流が所定値以下である場合には可動鉄心８６のみが流路Ｌを制限してポペット弁体７は流路Ｌに影響を与えないようになっているので、主弁とフェール弁１０とが互いに干渉しあうことが無く、減衰力調整とフェールセーフを確実に実行できる。

それゆえ、公差等による製品毎のバラツキを補正するために、ポペット弁体７に推力を与えている弾性体９や附勢バネ１３の初期荷重を調節しても、フェール弁１０を構成する可動鉄心８６には影響が無く、フェール時の減衰力に影響を与えることが無いから、フェール時と通常作動時における製品のバラツキを無くすことができる。

また、ソレノイド８は、供給電流が所定値を超えるとフェール弁１０を構成する可動鉄心８６を吸引するので、別途の可動鉄心の設置が不要となって部品点数を削減できる。

さらに、減衰弁Ｖにあって、弾性体９と附勢バネ１３の圧縮長さを調節して初期推力を調節する調節部材たるバネ力調整ネジ１２を備えたので、製品毎の減衰力のバラツキを無くすことができる。

そして、図示する実施形態の場合、可動鉄心８８は、附勢バネ１３と可動鉄心８６との間に介装されているので、可動鉄心８８が外側固定鉄心８３内で遊ぶことが無く、振動の入力によって可動鉄心８６やワッシャ８７に衝突して異音を発生する事態が阻止される。

また、フェール弁１０を構成する可動鉄心８６は、フェールポジションを採ると流路に対向して流路を制限するオリフィス８６ｃを備えているので、流路Ｌに別途オリフィスを備えたサブ流路を並列させるような構成を採用せずに済み、減衰弁Ｖの構造を複雑化せずに済む利点がある。

ただし、流路Ｌに並列するようオリフィスを備えたサブ流路を設け、フェール時に流路Ｌを完全に可動鉄心８６で遮断してサブ流路のみを機能させる構成を採用することを妨げる趣旨ではない。

なお、可動鉄心８６の環状突起８６ｂの先端に切欠を設けてオリフィスを形成してもよいが、上記した実施形態に示した孔空け加工によって形成されるオリフィス８６ｃを採用することで、フェール時の減衰力のばらつきを最小限に留めることができるので、狙った通りの安定した減衰力を得ることができる。

また、ポペット弁体７は、ソレノイド８によって駆動されて開弁圧や流路面積を調節することが可能であれば良いので、弁体形式は上述したポペット弁体形式に限定されず、上述したところに代えて、図示しないが、たとえば、スプール弁体からなるとしても良い。

ところで、この発明の減衰弁Ｖにあって、ポペット弁体７は、このポペット弁体７を収装するバルブハウジング１４における拡径部１４ｅで径方向への遊動が阻止されるとし、具体的には、上流側たる縮径部１４ｄから流出する作動油が拡径部１４ｅを通過して下流側に流出する際に、基端摺動部７ａが作動油の流れによる流体力によって拡径部１４ｅにおいて径方向に偏芯されて径方向への遊動が阻止される。

つまり、前述したが、減衰弁における弁要素たる主弁がポペット弁体からなるとき、このポペット弁体は、凡そこの種のポペット弁体がそうであるように、流路を構成する孔内に配設されるとき、孔の内周との間に摺動隙間を有して収装される。

それゆえ、この摺動隙間が潤滑油の浸入を許容するほどに狭い場合には、ポペット弁体が孔内で横方向に、すなわち、孔の径方向に移動する、すなわち、遊動することをいたずらに懸念する必要はない。

しかし、部品製作時の製作誤差や爾後の磨耗などで上記の摺動隙間が大きくなると、ポペット弁体に作用する作動流体たる作動油の流れの影響を受けて、ポペット弁体が孔内でこの孔の径方向に振動することが確認されている。

そして、システムやアクチュエータにおける圧力変化が著しくなる場合、たとえば、緩衝器のように、高圧低圧を頻繁に繰り返す場合には、上記の振動に起因する騒音発生に繋がる危惧がある。

そこで、この発明にあっては、減衰弁Ｖにあって、ポペット弁体７における基端摺動部７ａがこの基端摺動部７ａを収装するバルブハウジング１４における孔たる拡径部１４ｅで径方向への遊動することを阻止する。

以下に、図３以下に示す各実施形態に基づいて、基端摺動部７ａの拡径部１４ｅにおける径方向への遊動を阻止する構造について説明するが、この図３以下に示す各実施形態において、説明の都合上、弾性体９（図２参照）の配設を省略する。

また、図３以下に示す各実施形態において、その構成が前記した図２に示すところと同様となるところについては、図中に同一の符号を付するのみとして、要する場合を除き、その説明を省略する。

ちなみに、前記した図２に示すところでは、ポペット弁体７とバルブハウジング１４との間に基端摺動部７ａの拡径部１４ｅにおける径方向への遊動を阻止する構造について開示しないが、これは、説明の都合上のことで、具体的には、図３以下の各実施形態に示すように、上記の構造を有する。

ところで、上記のポペット弁体７は、前記した図２に示すように、バルブハウジング１４における孔たる拡径部１４ｅに摺動隙間Ｓ（図３参照）を有して摺動可能に収装される。

そして、この状況下に、図３以下に示す各実施形態では、拡径部１４ｅの上流側となる縮径部１４ｄから流出する作動流体たる作動油が拡径部１４ｅおよび横孔１４ｆを通過して下流側たるバルブハウジング１４の外周側に流出する際に、作動油の流れによる流体力を利用して拡径部１４ｅにおいて基端摺動部７ａを径方向に偏芯させて安定させ、基端摺動部７ａの拡径部１４ｅでの径方向への遊動を阻止する。

先ず、図３に示す実施形態では、ポペット弁体７がいわゆる基準位置にあり、したがって、ポペット弁体７の軸芯位置が拡径部１４ｅの軸芯位置に一致する状態にあるとき、縮径部１４ｄの軸芯位置が拡径部１４ｅの軸芯位置から径方向に偏芯されてなる、すなわち、図３中にあって、下方に偏芯されてなる。

これによって、この縮径部１４ｄの開口に臨むポペット弁体７における先端部７ｃの尖端は、図４に示すように、真円となる開口で上方側に位置決められる位置取りになり、したがって、この状態で作動油が縮径部１４ｄから拡径部１４ｅに流入すると、縮径部１４ｄの開口を通過する作動油は、図３中に矢印線ａで示すように、図４中で下方となる言わば広い方を優先的に通過する。

このことから、ポペット弁体７の先端部７ｃを連設させる小径部７ｂの外周において、図中で下方となる広い方が反対側の狭い方に比較して低圧傾向になり、したがって、ポペット弁体７が図３中で下降する。

その結果、ポペット弁体７における基端摺動部７ａが拡径部１４ｅにおいて、図３中に仮想線図で示すように、図中で下方となる内周に押し付けられて安定し、したがって、ポペット弁体７における拡径部１４ｅでの径方向の遊動が阻止され、遊動に伴う騒音発生を回避できる。

以上のように、図３（および図４）に示すところでは、上流側たる縮径部１４ｄから流出する作動油が拡径部１４ｅを通過して下流側に流れる際に、縮径部１４ｄの開口がポペット弁体７の先端部７ｃに対して不均一になることによる流体力を利用する。

それに対して、次の図５に示すところは、縮径部１４ｄの開口は、ポペット弁体７の先端部７ｃに対して不均一にならないが、縮径部１４ｄの開口に尖端を臨ませる先端部７ｃが作動油の不均一流れを生じさせ、この不均一流れによる流体力でポペット弁体７における拡径部１４ｅでの径方向の遊動を阻止する。

すなわち、この図５に示すところでは、拡径部１４ｅに収装のポペット弁体７における先端部７ｃが径方向に対峙する一方のテーパ７ｄと他方のテーパ７ｅ，７ｆとを有する。

そして、一方のテーパ７ｄと他方のテーパ７ｅにおける縮径部１４ｄの開口に対する傾斜角が同一になるのに対して、他方のテーパ７ｆにおける縮径部１４ｄの開口に対する傾斜角が大きくなる。

したがって、ポペット弁体７における先端部７ｃを全体として見るとき、図中で上方となるテーパ７ｄにおける縮径部１４ｄの開口に対する傾斜角が図中で下方となるテーパ７ｅ，７ｆにおける縮径部１４ｄの開口に対する傾斜角より小さくなる。

それゆえ、この状態で作動油が縮径部１４ｄから拡径部１４ｅに流入すると、縮径部１４ｄの開口を通過する作動油は、図５中に矢印線ａで示すように、縮径部１４ｄの開口に対するテーパ７ｅ，７ｆの傾斜角が大きくなる図中の言わば下方の広くなる方を優先的に通過する。

その結果、この図５に示すところにあっても、ポペット弁体７における基端摺動部７ａが拡径部１４ｅにおいて、図中で下方となる内周に押し付けられ、したがって、ポペット弁体７における拡径部１４ｅでの径方向の遊動が阻止される。

ちなみに、上記の二段テーパ７ｅ，７ｆの内の小径部７ｂ寄りに設けられるテーパ７ｆについては、これに代えて、図中の仮想線図で示すように、小径部７ｂの全長に亘るテーパ７ｇとされても良い。

図６は、作動油の流れによる流体力を利用する点では前記した図３および図５に示す実施形態の場合と同様であるが、ポペット弁体７のいわゆる内部に主たる加工を施し、これによって、ポペット弁体７における拡径部１４ｅでの径方向の遊動を阻止する。

すなわち、この図６に示すところでは、ポペット弁体７が先端部７ｃの図中で左端面となる端面から軸芯部に開穿される長穴からなる縦穴７ｈを有すると共に、この縦穴７ｈに内側端が連通して外側端がポペット弁体７の基端摺動部７ａの外周側部に向けて延設される横穴７ｉを有し、この横穴７ｉの外側端は、ポペット弁体７における基端摺動部７ａの外周部であって図中で上方側部となる部位に形成される容室７ｊに開口する。

それゆえ、この実施形態にあっては、作動油が縮径部１４ｄから拡径部１４ｅに流入するとき、縦穴７ｈおよび横穴７ｉを通過する作動油が容室７ｊに流入し、この容室７ｊで蓄圧傾向になって流体力を具有する。

その結果、ポペット弁体７における基端摺動部７ａが図中で下方に押し下げられ、したがって、図６中に仮想線図で示すように、ポペット弁体７が図中で下降し、ポペット弁体７における拡径部１４ｅでの径方向の遊動が阻止される。

すなわち、上記のポペット弁体７の配設状況からすると、ポペット弁体７の軸芯線は、横方向となって縦方向となる緩衝器における軸芯線を横切る態勢になる。

その結果、車両に搭載された緩衝器、つまり、緩衝器本体が路面振動で上下動するとき、ポペット弁体７もこの緩衝器本体の上下動の影響を受けて、細かく径方向に上下動することが懸念される。

また、緩衝器がユニフロー型とされる場合には、緩衝器における伸縮作動が反転するときに、ポペット弁体７を通過する作動油が瞬間的にではあるが途切れ、作動油の流れが再開されるときには、急激に多量の作動油がポペット弁体７を通過し、その結果、ポペット弁体７の使用頻度が一般的に使用される緩衝器における弁体の使用頻度に比較して二倍になることが懸念される。

そして、上記した実施形態から明らかであるが、フェール時には、可動鉄心８６の通孔８６ｄだけで減衰力を発生させるから、ポペット弁体７がガタツクと減衰力が変動し易くなり、車両における挙動が安定されなくなる懸念もある。

それに対して、この発明にあっては、ポペット弁体７がその配設位置で安定し得るようにしたから、以上の不具合を懸念させなことが可能になり、特に車両における乗り心地を悪くしない効果を生む。

以上のように、この発明にあっては、減衰弁Ｖにおいて、バルブハウジング１４に形成の流路Ｌを構成する拡径部１４ｅに摺動隙間Ｓを有して摺動可能に収装されるポペット弁体７が拡径部１４ｅにおいて径方向にいたずらに遊動しないから、この遊動に起因する騒音発生が危惧されなくなる。

前記したところにあって、ソレノイド８は、主弁たるポペット弁体７とフェール弁１０を構成する可動鉄心８６とを独立して駆動できれば良いので、前述した形状、構造および磁路は一例であって、これに限定されない。

以上で、この発明の実施形態についての説明を終えるが、この発明の範囲は、図示され、また、説明された詳細そのものには限定されないことはもちろんである。

たとえば、複筒型であってユニフロー型に形成の緩衝器にあって、上流側からの作動流体を下流側に通過させる流路に配設されて、所定の減衰作用をする減衰弁への具現化に向く。

１ シリンダ体
２ 外筒
２ａ 開口
３ ロッド体
４ ピストン体
４ａ 伸側チェック弁
５ ベースバルブ部
５ａ 圧側チェック弁
６ パイプ
６ａ 筒部
７ ポペット弁体
７ａ 基端摺動部
７ｂ 小径部
７ｃ 先端部
７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ テーパ
７ｈ 縦穴
７ｉ 横穴
７ｊ 容室
８ ソレノイド
９ 弾性体
１０ フェール弁
１１ バルブケース
１２ バネ力調整ネジ
１３ 遮断弾性体たる附勢バネ
１４ バルブハウジング
１４ａ，１０１ａ, １１１ａ フランジ部
１４ｂ 本体部
１４ｃ 縦孔
１４ｄ 縮径部
１４ｅ 拡径部
１４ｆ 横孔
１４ｇ 連通孔
１４ｈ 弁座
１４ｉ 膨径部
２１ ソケット
２１ａ 段部
８１ 巻線
８２ ボビン
８３ 外側固定鉄心
８４ スペーサ
８５ 内側固定鉄心
８６ 可動鉄心
８６ａ 鍔
８６ｂ 環状突起
８６ｃ オリフィス
８６ｄ 通孔
８７ ワッシャ
８８ 可動鉄心
８８ａ 凹部
８８ｂ 透孔
８８ｃ 溝
１０１ バネホルダ
１０２，１４１ シール部材
１１１ 筒部
１１２ 蓋部
１４２ ストッパ
Ｌ 流路
Ｌ１，Ｌ２ 通路
Ｒ１ ロッド側室
Ｒ２ ピストン側室
Ｓ 摺動隙間
Ｖ 減衰弁

Claims (8)

1. 緩衝器における上流側からの作動流体を緩衝器における下流側に通過させる流路に配設され、この流路がこの流路における流路面積を設定する孔からなる縮径部およびこの縮径部に連続する拡径部を有すると共にこの拡径部に収装される主弁たるポペット弁体を有し、このポペット弁体が上記の縮径部における開口に尖端を臨ませる先端部およびこの先端部を連設させながら摺動隙間を有して拡径部に摺動可能に収装される基端摺動部を有してなる減衰弁において、上記のポペット弁体に先端部の端面から軸芯部に開穿される縦穴と、この縦穴に内側端が連通して外側端が基端摺動部の外周側部に向けて延設される横穴と、基端摺動部の外周部に形成されて横穴の外側端を開口させる容室とを形成し、上流側たる縮径部から流出する作動流体が拡径部を通過して下流側に流出する際に作動流体を縦穴および横穴を通過して容室に流入させ、この容室に流体力を具有させることにより上記基端摺動部を径方向に偏芯させてポペット弁体の拡径部での径方向への遊動を阻止することを特徴とする減衰弁。
2. 緩衝器における上流側からの作動流体を緩衝器における下流側に通過させる流路の途中に配設されてこの流路を通過する作動流体に抵抗を与える主弁たるポペット弁体と、このポペット弁体に上記の流路における面積を制限する方向に推力を与えるソレノイドと、上記のポペット弁体に後退方向に推力を与えて上記の流路における面積を大きくする弾性体と、上記の流路の途中に設けられて上記のポペット弁体に直列配置されるフェール弁と有し、上記のポペット弁体が上記の流路を形成するバルブハウジングにおける拡径部に摺動可能に収装されて後端を上記のソレノイドにおける可動鉄心に対向させる基端摺動部と、この基端摺動部の一端に一体に連設されて上記の弾性体たる附勢バネを巻装させる小径部と、この小径部の一端に一体に連設されて進退時に上記の流路における面積を広狭する先端部とを有してなる減衰弁において、上記のポペット弁体に先端部の端面から軸芯部に開穿される縦穴と、この縦穴に内側端が連通して外側端が基端摺動部の外周側部に向けて延設される横穴と、基端摺動部の外周部に形成されて横穴の外側端を開口させる容室とを形成し、上流側たる縮径部から流出する作動流体が拡径部を通過して下流側に流出する際に作動流体を縦穴および横穴を通過して容室に流入させ、この容室に流体力を具有させることにより上記基端摺動部を径方向に偏芯させてポペット弁体の拡径部での径方向への遊動を阻止することを特徴とする減衰弁。
3. 上記の緩衝器において、シリンダ体の外に設けられる流路がシリンダ体内からの作動流体のシリンダ体外となるリザーバへの流出を許容する通路と、このリザーバからの作動流体のシリンダ体内への流入を許容する通路とからなり、この両通路の合流部に上記のポペット弁体が配設されてなる請求項１または請求項２に記載の減衰弁。
4. 上記のソレノイドが励磁時に可動鉄心を吸引してポペット弁体に流路面積を制限する方向に推力を与えると共に、供給電流が所定値を超えるとフェール弁を構成する可動鉄心を吸引する請求項２または請求項２を引用する請求項３に記載の減衰弁。
5. 上記の拡径部に収装のポペット弁体における先端部の尖端が上記の縮径部の開口に偏芯して臨まれてなる請求項１、請求項２または請求項２を引用する請求項３または請求項４に記載の減衰弁。
6. 上記の拡径部に収装のポペット弁体における先端部がテーパを有しながら径方向に対峙して一方となる尖端面および他方となる尖端面を有すると共に、一方の尖端面におけるテーパの縮径部の開口に対する傾斜角が他方のテーパにおける縮径部の開口に対する傾斜角より小さくまたは大きく設定されてなる請求項１、請求項２または請求項２を引用する請求項３、請求項４または請求項５に記載の減衰弁。
7. 上記のポペット弁体が流路面積を最大とする方向に推力を与える弾性体と、ポペット弁体に流路面積を制限する方向に推力を与える遮断弾性体とを有し、上記のソレノイドへの供給電流が所定値以下となると流路面積を最大とすることを特徴とする請求項２または請求項２を引用する請求項３、請求項４、請求項５または請求項６に記載の減衰弁。
8. 上記のフェール弁が流路の面積を大きくする開放ポジションと流路の面積を小さくするフェールポジションとを有すると共に、上記のソレノイドへの供給電流が設定値以下となるときフェールポジションを採る請求項２または請求項２を引用する請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７に記載の減衰弁。

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