JP6646796B1 - 弁装置 - Google Patents

Abstract

弁装置(10;10A)は、進退動作が可能な作動ロッド(24)を備えた作動部(20)と、前記作動ロッド(24)に押されて前記作動ロッド(24)と同方向に進出する第１押し部材(30)と、前記第１押し部材(30)の軸方向と交差する方向に延びたモーメントアーム(51)を具備する板状部材(50)と、前記モーメントアーム(51)の作用点(P3)からの力を受けて前記第１押し部材(30)と同方向に進出する第２押し部材(60)と、前記第２押し部材(60)の進退動作によって開閉する弁(70)とを備える。前記モーメントアーム(51)は、前記第１押し部材(30)の軸中心(CL)側の端部である第１端部(51a)に前記第１押し部材(30)によって押される力点(P1)を有し、前記軸中心(CL)とは異なる側の端部である第２端部(51b)に支点(P2)を有し、前記力点(P1)と前記支点(P2)との間に前記作用点(P3)を有する。

Description

本発明は、進退動作が可能な作動ロッドを備えた作動部によって開閉可能な、弁装置に関する。

作動部によって弁を開閉する弁装置には、弁を直接に開閉する直動式弁装置と、流体の圧力差を用いて弁体を駆動させることにより主回路を開閉するパイロット式弁装置とがある。直動式弁装置は、例えば特許文献１によって知られている。パイロット式弁装置は、例えば特許文献２によって知られている。

特許文献１で知られている直動式弁装置は、作動部の一種であるソレノイドを用いて弁を開閉する。ソレノイドの励磁用コイルが非励磁の状態では、弁体が弁座を閉じている。励磁用コイルに電流が供給されることによって、ソレノイドのプランジャは軸方向の推力を発生する。プランジャと一体の作動ロッドは、プランジャの推力によって軸方向へ移動し、プッシュロッドを押す。押されたプッシュロッドは、弁体を弁座から離す。この結果、弁が開く。

特許文献２で知られているパイロット式弁装置は、メインバルブに対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室と、このパイロット室の内圧を調整するパイロット弁とを備えている。つまり、弁動作が２段階になる。

特開２０１６−１７５５５５号公報 特開２０１７−００８９７０号公報

しかしながら、特許文献１で知られている直動式弁装置では、ソレノイドを用いて、弁を直接、開閉するので、比較的大型のソレノイドを用いる必要があるとともに、消費電力も多くなりがちである。特に、弁の口径が大きいほど、その傾向が高い。

一方、特許文献２で知られているパイロット式弁装置は、小さい操作力によって大きい弁を開閉することができる。しかし、弁装置の構造が複雑である。しかも、弁動作が２段階になるので、弁の開閉動作の応答性の遅れに対する配慮も必要である。

本発明は、簡単な構成により、小さい操作力によって大きい弁を開閉することができる弁装置を、提供することを課題とする。

本発明者らは、鋭意検討の結果、「てこ」の原理を利用した、機械的な倍力機構を採用することにより、小さい操作力によって大きい弁を開閉することができることを知見した。本発明は、当該知見に基づいて完成させた。

以下、本開示について説明する。以下の説明では、本開示の理解を容易にするために添付図面中の参照符号を括弧書きで付記するが、それによって本発明は図示の形態に限定されるものではない。

本発明によれば、
進退動作が可能な作動ロッド（２４）を備えた作動部（２０）と、
進出する前記作動ロッド（２４）によって押されることにより前記作動ロッド（２４）と同方向に進出可能な第１押し部材（３０）と、
前記第１押し部材（３０）の軸方向と交差する方向に延び、前記第１押し部材（３０）の軸中心（ＣＬ）側の端部である第１端部（５１ａ）に前記第１押し部材（３０）によって押される力点（Ｐ１）を有し、前記軸中心（ＣＬ）とは異なる側の端部である第２端部（５１ｂ）に支点（Ｐ２）を有し、前記力点（Ｐ１）と前記支点（Ｐ２）との間に作用点（Ｐ３）を有する、少なくとも１つのモーメントアーム（５１）を具備する板状部材（５０）と、
前記モーメントアーム（５１）の前記作用点（Ｐ３）から力を受けることにより、前記第１押し部材（３０）と同方向に進出可能な第２押し部材（６０）と、
前記第２押し部材（６０）の進退動作に従って開閉動作が可能な弁（７０）と、
前記第１押し部材（３０）と前記板状部材（５０）と前記第２押し部材（６０）とを収納する収納室（７７）と、
前記収納室（７７）の内部の圧力が外部の圧力を超えた場合に開くチェックバルブ（８０）と、
を備える弁装置（１０Ａ）が提供される。

また、前記板状部材（５０）は、周方向に間隔をあけて配置された複数の前記モーメントアーム（５１）を有し、
前記複数のモーメントアーム（５１）の各々の前記力点（Ｐ１）は、前記第１押し部材（３０）の先端部（３３）によって押され、
前記第２押し部材（６０）は、前記複数のモーメントアーム（５１）の各々の前記作用点（Ｐ３）から力（Ｗ２）を受ける被作用面（６４）を有し、
前記支点（Ｐ２）が配置される、前記板状部材（５０）の環状の枠部（５２）によって、前記複数のモーメントアーム（５１）は、一体に連結されても良い。

また、前記板状部材（５０）は、前記枠部（５２）と前記複数のモーメントアーム（５１）とが連結されている部位（５４）の幅（Ｗｄ１）が、前記作用点（Ｐ３）が配置される部位（５５）の幅（Ｗｄ２）よりも狭くても良い。

また、前記板状部材（５０）は弾性体であっても良い。

また、前記作動部（２０）は電磁ソレノイドであっても良い。

支点と力点と作用点とを有したモーメントアームを、用いることによって、「てこ」の原理を採用することができる。「てこ」の原理を利用した、機械的な倍力機構を採用して、パイロット弁を用いることのない簡単な構成により、小さい操作力によって大きい弁を開閉することができる。また、チェックバルブを用いることにより、さらに、ポンプに吸い込まれるエアの量を低減できる。したがって、簡単な構成により、小さい操作力によって大きい弁を開閉することができる弁装置を、提供することができる。

弁装置１０を説明する断面図である。 図１に示される弁装置１０のガイド盤と第１押し部材と板状部材と第２押し部材と弁周りの拡大図である。 図２に示されるガイド盤と第１押し部材と板状部材と第２押し部材の分解図である。 図２に示されるガイド盤と第１押し部材と板状部材との組み合わせ構成の斜視図である。 図２に示されるガイド盤と第１押し部材と板状部材と第２押し部材との関係を示す説明図である。 図２に示される板状部材と第２押し部材との組み合わせ構成の斜視図である。 図２に示される弁装置１０の作用図である。 図３に示される板状部材の変形例１を軸方向から見た図である。 図３に示される板状部材の変形例２を軸方向から見た図である。 弁装置１０Ａを説明する断面図である。 図１０に示される弁装置１０Ａのガイド盤と第１押し部材と板状部材と第２押し部材と弁とチェックバルブ周りの拡大図である。 図１１に示される弁装置１０Ａの作用図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、添付図に示した形態は本発明の一例であり、本発明は当該形態に限定されない。
＜参考例＞

図１乃至図７を参照しつつ弁装置１０を説明する。図１に示されるように、弁装置１０は、作動部２０と第１押し部材３０と板状部材５０と第２押し部材６０と弁７０とを主要な構成要素とした、同軸直動式バルブである。

作動部２０は、進退動作（つまりスライド）が可能な作動ロッド２４を備えており、電磁ソレノイドによって構成されることが好ましい。この電磁ソレノイド２０（作動部２０）は、励磁用コイル２１の励磁によってプランジャ２３を前進させるプッシュ型ソレノイドによって構成されている。さらに、この電磁ソレノイド２０は、励磁用コイル２１に供給される電流に従ってプランジャ２３の進出距離が比例する、いわゆる比例ソレノイドであることが、より好ましい。比例ソレノイドの構成であれば、プランジャ２３の進出距離に従って、弁７０の開度を調整することができる。

詳しく述べると、電磁ソレノイド２０は、励磁用コイル２１と、この励磁用コイル２１の内側に設けられたコア２２と、このコア２２の内部に進退動作が可能に案内されたプランジャ２３と、このプランジャ２３に連結された棒状（管状を含む）の作動ロッド２４とを備えている。

これらの励磁用コイル２１とコア２２とプランジャ２３と作動ロッド２４とは、ソレノイドハウジング２５に収納されている。このソレノイドハウジング２５の中の、開放された一端は、リッド２６によって塞がれている。作動ロッド２４は、ブッシュ２７，２８（軸受２７，２８）によってコア２２とリッド２６とに支持されている。この作動ロッド２４の進出方向（矢印Ａｇ方向）の先端部２４ａは、リッド２６を貫通している。

第１押し部材３０と板状部材５０と第２押し部材６０と弁７０とは、作動ロッド２４の中心線ＣＬ上に位置している。これらの部材は、電磁ソレノイド２０から弁７０へと向かう方向に、第１押し部材３０、板状部材５０、第２押し部材６０、及び、弁７０の順に配置されている。第２押し部材６０は、後述する軸６１が、板状部材５０よりも電磁ソレノイド２０側に配置され、被作用部６２及びプッシュロッド６３が、板状部材５０よりも弁７０側に配置されている。

図１乃至図３に示されるように、第１押し部材３０は、進出する作動ロッド２４によって押されることにより、作動ロッド２４と同方向に進出可能な筒状の部材であり、軸中心ＣＬ（作動ロッド２４の中心線ＣＬ）を貫通した貫通孔３１を有する。詳しく述べると、第１押し部材３０は、筒状の本体３２と、この本体３２の先端に一体に構成された円形フランジ状の押し部３３とを備えている。

図１、図２、及び図７に示す形態において、本体３２の後端面３２ａは、作動ロッド２４の先端面２４ａによって押されることが可能に、この先端面２４ａに接している。この本体３２は、第１押し部材３０の軸方向へ進退可能に、ガイド盤４０によって支持されている。

押し部３３（先端部３３）の先端面３３ａは、先細り状の雄テーパ面である。なお、押し部３３の先端面３３ａは、雄テーパ面に限定されるものではなく、例えば凸状または凹状の曲面であってもよい。このように、押し部３３の先端面３３ａは、雄テーパ面や曲面であることが好ましい。その理由については後述する。

図１及び図２に示されるように、ガイド盤４０は、リッド２６の端面（電磁ソレノイド２０とは反対側の面）に重なっており、ソレノイドハウジング２５に取り付けられている。このガイド盤４０の端面４０ａ（電磁ソレノイド２０とは反対側の面４０ａ）には、この端面４０ａから窪んだ凹部４１と、端面４０ａから膨出した支持部４２とが、設けられている。凹部４１は、作動ロッド２４の中心線ＣＬを基準とした円形状の窪みである。凹部４１の径と深さは、押し部３３の進退運動に干渉しない大きさに設定されている。支持部４２は、凹部４１の縁を囲んだ円還状の部分であり、電磁ソレノイド２０とは反対側へ延びている。支持部４２の端面４２ａ（先端面４２ａ）は、作動ロッド２４の中心線ＣＬに対して直交した平坦面である。

図３及び図４に示されるように、板状部材５０は、板状の弾性体（例えば、ばね鋼の鋼板）によって、平板状に構成されている。この板状部材５０の板面は、押し部３３の先端面３３ａと支持部４２の端面４２ａとに向いている。より詳しく述べると、板状部材５０は、少なくとも１つ（より好ましくは複数）のモーメントアーム５１と、環状の枠部５２とを備える。図１乃至図９では、複数のモーメントアーム５１を備える板状部材５０を示している。

図２も参照すると、複数のモーメントアーム５１は、第１押し部材３０の軸方向と交差する方向、つまり、作動ロッド２４の中心線ＣＬに対して直交する方向に細長く延びている。これら複数のモーメントアーム５１は、周方向に間隔をあけて等ピッチに配置され、枠部５２によって一体に連結されている。

弁装置１０の重要なポイントは、各モーメントアーム５１が「てこ」の原理を利用したことにある。つまり、図５に示されるように、各モーメントアーム５１は、第１押し部材３０の軸中心ＣＬ側（中心線ＣＬ側）の第１端部５１ａ（以下において「一端部５１ａ」と称することがある）に力点Ｐ１を有し、軸中心ＣＬとは異なる側の第２端部５１ｂ（以下において「他端部５１ｂ」と称することがある）に支点Ｐ２を有し、力点Ｐ１と支点Ｐ２との間（力点Ｐ１と支点Ｐ２との間であって、且つ、力点Ｐ１及び支点Ｐ２の裏面側）に作用点Ｐ３を有する。このように、各モーメントアーム５１は、「てこ」の原理を利用した、機械的な倍力機構を構成する。

モーメントアーム５１の一端部５１ａは、押し部３３の、雄テーパ状の先端面３３ａによって押されることが可能に、この先端面３３ａに向かい合っている。モーメントアーム５１の一端部５１ａにおける、第１押し部材３０の押し部３３の先端面３３ａによって押される点が、力点Ｐ１である。１つのモーメントアーム５１当たり、１つの力点Ｐ１を有している。

モーメントアーム５１の他端部５１ｂは、支持部４２の端面４２ａによって、直接にまたは平ワッシャ５３を介して支持されている。モーメントアーム５１の他端部５１ｂにおける、支持部４２の端面４２ａによって支持されている点が、支点Ｐ２である。枠部５２は、複数のモーメントアーム５１それぞれに備えられる、支点Ｐ２が配置される部分同士を連結している。

作用点Ｐ３は、力点Ｐ１に受けた力を増大して第２押し部材６０に付与する（第２押し部材６０を押す）点である。

支点Ｐ２から力点Ｐ１までの距離（第１距離）はＬ１である。支点Ｐ２から作用点Ｐ３までの距離（第２距離）はＬ２であり、第１距離Ｌ１よりも短い（Ｌ２＜Ｌ１）。ここで、力点Ｐ１に働く力（入力）をＷ１とし、作用点Ｐ３に働く力（作用力）をＷ２とする。「てこ」の原理により、式「Ｌ１×Ｗ１＝Ｌ２×Ｗ２」が成立する。Ｗ２＝Ｗ１×（Ｌ１／Ｌ２）であり、（Ｌ１／Ｌ２）＞１であるため、入力Ｗ１に対して作用力Ｗ２を大きくすることができる。すなわち、小さい操作力Ｗ１によって大きい作用力Ｗ２を得ることができる。

板状部材５０は、枠部５２と複数のモーメントアーム５１とが連結されている部位５４の幅Ｗｄ１が、前記作用点Ｐ３が配置される部位５５の幅Ｗｄ２よりも狭い。

第２押し部材６０は、板状部材５０に対し第１押し部材３０とは反対側に位置しており、各モーメントアーム５１の作用点Ｐ３から力を受けることにより、第１押し部材３０と同方向に進出可能である。

詳しく述べると、図２、図５、及び図６に示されるように、第２押し部材６０は、第１押し部材３０の貫通孔３１に進退可能に支持された軸６１と、この軸６１の先端に一体に設けられた被作用部６２と、この被作用部６２から第１押し部材３０とは反対側へ延びたプッシュロッド６３とを備える。軸６１と被作用部６２とプッシュロッド６３とは、作動ロッド２４の中心線ＣＬ上に位置しており、一体に形成または個々の部材同士の結合によって、一体的に構成される。

被作用部６２の、複数のモーメントアーム５１に向かい合う対向面６２ａには、被作用面６４と干渉防止用凹部６５とが設けられている。

被作用面６４は、複数のモーメントアーム５１の各々の作用点Ｐ３から力を受ける面であって、作動ロッド２４の中心線ＣＬを基準とした円形の環状面である。この環状の被作用面６４は、各々の作用点Ｐ３に対して均一に当たるために、第１押し部材３０の軸方向と交差する面（作動ロッド２４の中心線ＣＬに対して直交する面）、つまり、複数のモーメントアーム５１に対して平行な面であることが好ましい。さらに、環状の被作用面６４は、各々の作用点Ｐ３との接触位置を正確にするために、その断面が、作用点Ｐ３に近付くにつれて先細りとなるテーパ状であることが好ましい。

干渉防止用凹部６５は、対向面６２ａから窪んでいる。力点Ｐ１に力を受けた各モーメントアーム５１は、第２押し部材６０の対向面６２ａへ向かって弾性変形をする。対向面６２ａに干渉防止用凹部６５を設けたので、弾性変形した各モーメントアーム５１に対向面６２ａが干渉することはない。干渉防止用凹部６５を有することにより、各モーメントアーム５１と対向面６２ａとが近接しているにもかかわらず、各モーメントアーム５１は容易に弾性変形をすることができる。

ここで、図５に示される、第１押し部材３０の押し部３３の先端面３３ａを、雄テーパ面や曲面にすることが好ましい理由を、説明する。

先ず、先端面３３ａが、モーメントアーム５１の面に沿った平面である場合を、想定する。この場合には、作動ロッド２４の進出方向（矢印Ａｇ方向）へ進出した先端面３３ａは、モーメントアーム５１の面に面接触することになる。これでは、先端面３３ａに押されたモーメントアーム５１が曲がるにつれて、力点Ｐ１の位置が、先端面３３ａの径方向外側（中心線ＣＬから離れる方向）へ、変化してしまう。その分、作用点Ｐ３に作用させる力は、小さくなりがちである。すなわち、このような形態では、倍力機構の効果を、十分に発揮し難い。

これに対して弁装置１０では、押し部３３の先端面３３ａが雄テーパ面または曲面である。このため、先端面３３ａに押されたモーメントアーム５１が曲がっても、力点Ｐ１の位置の変化を防ぐことができる。その結果、作用点Ｐ３に作用させる力を大きいままに維持することができる。つまり、先端面３３ａを雄テーパ面または曲面にすることにより、倍力機構の効果を、より一層十分に発揮することができる。これが、先端面３３ａを、雄テーパ面や曲面にした理由である。

なお、弁装置１０では、第１押し部材３０の設計のし易さ等の観点から、押し部３３の先端面３３ａを雄テーパ面や曲面にしているが、第２押し部材６０の側を雄テーパ面や曲面にしてもよい。

図２に示されるように、第１押し部材３０と第２押し部材６０とは、互いに軸方向へ離反する方向に、圧縮コイルばねからなる付勢部材６７によって付勢されてもよい。

図１及び図２に示されるように、第２押し部材６０のプッシュロッド６３は、弁７０を開閉する。このため、弁７０は、第２押し部材６０の進退動作に従って開閉動作が可能である。この弁７０は、弁ハウジング７１と弁座７２と弁体７３と押し付け部材７４と付勢部材７５とを備える。

弁ハウジング７１は、ソレノイドハウジング２５に対して直接にまたはガイド盤４０を介して取り付けられており、板状部材５０と第２押し部材６０とを収納している。さらに弁ハウジング７１は、弁座７２と弁体７３と押し付け部材７４と付勢部材７５とを収納するとともに、流体が通過可能な第１ポート７１ａと第２ポート７１ｂとを有している。例えば、第１ポート７１ａは流体の入口であり、第２ポート７１ｂは流体の出口である。この第２ポート７１ｂは、第１ポート７１ａよりも第２押し部材６０側に位置している。

弁座７２と弁体７３と押し付け部材７４と付勢部材７５とは、それぞれの軸中心が、第１押し部材３０の軸中心ＣＬ（中心線ＣＬ上）に位置するとともに、第２押し部材６０の進出方向にこの順に配列されている。

弁座７２は、弁ハウジング７１にねじ込み可能な中空部材であって、軸方向に貫通した流路７２ａと、座面７２ｂとを有する。座面７２ｂは、第２押し部材６０とは反対側の端面に形成された雌テーパ面である。流路７２ａは、弁座７２の軸方向に貫通するとともに、第２ポート７１ｂへ向かって弁座７２を径方向にも貫通しており、座面７２ｂを貫通している。プッシュロッド６３は、流路７２ａに配置されており、弁座７２を貫通して進退可能である。

弁体７３は、弁座７２を開閉する部材であって、球状であることが好ましい。プッシュロッド６３の先端は、弁座７２に対して弁体７３を押し出し可能である。押し付け部材７４は、圧縮コイルばね等の付勢部材７５の付勢力によって弁体７３を弁座７２に押し付けている。

次に、弁装置１０の動作を説明する。図１に示されるように、電磁ソレノイド２０の励磁用コイル２１に通電されていない状態では、プランジャ２３と作動ロッド２４は後退位置にある。このため、プッシュロッド６３は弁体７３を押していない。弁体７３は、押し付け部材７４と付勢部材７５とによって弁座７２に押し付けられている。従って、弁７０は閉じている。

その後、励磁用コイル２１に通電をすると、励磁用コイル２１が発生した磁力によってプランジャ２３と作動ロッド２４は進出する（矢印Ａｇ方向へ進む）。進出した作動ロッド２４は、第１押し部材３０を押し、板状部材５０に向けて第１押し部材３０を進出させる。図５に示されるように、第１押し部材３０の押し部３３の先端面３３ａは、各モーメントアーム５１の力点Ｐ１を押し出す。力点Ｐ１を押された各モーメントアーム５１は弾性変形をし、作用点Ｐ３によって第２押し部材６０の被作用面６４を押し出す。このようにして第２押し部材６０が押されると、図７に示されるように、第２押し部材６０のプッシュロッド６３の先端は、付勢部材７５の付勢力に抗して弁体７３を押し出す。この結果、弁７０が開くので、第１ポート７１ａと第２ポート７１ｂとの間は、流路７２ａを介して連通する。そのため、第１ポート７１ａに供給された流体は、流路７２ａを通って第２ポート７１ｂから排出される。

その後、図１に示されるように、励磁用コイル２１への通電を停止すると、第２押し部材６０を押す力がなくなるので、付勢部材７５の付勢力によってプッシュロッド６３は後退する。この結果、弁７０が閉じるとともに、第２押し部材６０、各モーメントアーム５１（図２参照）、作動ロッド２４及びプランジャ２３は元の後退位置に戻る。

弁装置１０の説明をまとめると、次の通りである。

図１乃至図７に示されるように、弁装置１０は、
進退動作が可能な作動ロッド２４を備えた作動部２０と、
進出する前記作動ロッド２４によって押されることにより前記作動ロッド２４と同方向に進出可能な第１押し部材３０と、
前記第１押し部材３０の軸方向と交差する方向に延び、前記第１押し部材３０の軸中心ＣＬ側の端部である第１端部５１ａに前記第１押し部材３０によって押される力点Ｐ１を有し、前記軸中心ＣＬとは異なる側の端部である第２端部５１ｂに支点Ｐ２を有し、前記力点Ｐ１と前記支点Ｐ２との間に作用点Ｐ３を有する、少なくとも１つのモーメントアーム５１を具備する板状部材５０と、
前記モーメントアーム５１の前記作用点Ｐ３から力を受けることにより、前記第１押し部材３０と同方向に進出可能な第２押し部材６０と、
前記第２押し部材６０の進退動作に従って開閉動作が可能な弁７０と、
を備える。

このように、力点Ｐ１と支点Ｐ２と作用点Ｐ３とを有したモーメントアーム５１を、用いることによって、「てこ」の原理を採用することができる。「てこ」の原理を利用した、機械的な倍力機構を採用することにより、パイロット弁を用いることのない簡単な構成で、小さい操作力によって大きい弁７０を開閉することができる。

さらに、図３乃至図６に示されるように、
前記板状部材５０は、周方向に間隔をあけて配置された複数の前記モーメントアーム５１を有し、
前記複数のモーメントアーム５１の各々の前記力点Ｐ１は、前記第１押し部材３０の先端部３３（押し部３３）によって押され、
前記第２押し部材６０は、前記複数のモーメントアーム５１の各々の前記作用点Ｐ３から力を受ける被作用面６４を有する。
このため、力点Ｐ１や作用点Ｐ３が周方向に偏らない、安定した弁動作をさせることができる。

さらに、図３及び図５に示されるように、前記支点Ｐ２が配置される、前記板状部材５０の環状の枠部５２によって、前記複数のモーメントアーム５１は、一体に連結されている。このため、複数のモーメントアーム５１を一体化することによって、各モーメントアーム５１の位置を正確に設定することができる。

さらに、図３及び図５に示されるように、前記板状部材５０は、前記枠部５２と前記複数のモーメントアーム５１とが連結されている部位５４の幅Ｗｄ１が、前記作用点Ｐ３が配置される部位５５の幅Ｗｄ２よりも狭い。

従って、モーメントアーム５１は、ばね性（ばね成分）を有する。図１に示されるように、作動部２０の推力は、モーメントアーム５１のばね性を介して弁７０に伝達される。このため、比較的大きい「ばね定数」を任意に設定することができる。しかも、弁７０の開閉運動特性を、作動部２０側の質量とは分離することができる。従って、弁７０の出入り口７１ａ，７１ｂ（第１ポート７１ａ及び第２ポート７１ｂ）の微妙な圧力変動や、作動部２０の推力の変動に対して、応答性の高い開弁特性を得ることができる。

さらに、図１及び図７に示されるように、前記板状部材５０は弾性体である。このため、モーメントアーム５１が、作動ロッド２４の中心線ＣＬの方向に弾性変形し易いので、弁７０をスムースに開閉動作させることができる。

さらに、図１に示されるように、前記作動部２０は電磁ソレノイドである。このため、作動ロッド２４が進退運動をする作動部２０を、比較的簡単な構成とすることができる。

なお、上記弁装置１０の枠部５２（図３参照）は、複数のモーメントアーム５１同士を連結する構成であればよい。例えば、図８に示される変形例１のように、枠部５２は、複数のモーメントアーム５１の一端部５１ａ同士を連結する構成でもよい。また、図９に示される変形例２のように、枠部５２は、複数のモーメントアーム５１のなかの、それぞれ長手途中の部分同士を連結する構成でもよい。

次に、図１０乃至図１２、及び上記図５を参照しつつ実施例の弁装置１０Ａを説明する。
＜実施例＞

図１０は弁装置１０Ａの断面構成を示し、上記図１に対応させて表している。図１１は上記図２に対応させて表している。図１２は上記図７に対応させて表している。なお、上記図５はそのまま流用する。

図１０に示される弁装置１０Ａは、上記弁装置１０に対して、次の３つの点を変更したことを特徴とする。第１の変更点は、ガイド盤４０の構成を一部変更したことである（図１１及び図１２参照）。第２の変更点は、ガイド盤４０の凹部４１と弁ハウジング７１の凹部７６とから成る収納室７７が、連通孔４５を介して弁ハウジング７１の外部と連通したことである（図１１参照）。第３の変更点は、収納室７７の内部の圧力が外部の圧力を超えた場合に開く、チェックバルブ８０を有したことである（図１１参照）。このチェックバルブ８０によって閉鎖されている収納室７７の圧力が、チェックバルブ８０を挟んで収納室７７と反対側に配設されている空間の圧力を超えた場合に、チェックバルブ８０が開く。その他の基本的な構成については、上記図１乃至図９に示される上記弁装置１０と共通する。上記弁装置１０と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

弁装置１０Ａの板状部材５０は、作動ロッド２４の中心線ＣＬを基準とする周方向に、間隔をあけて配置された、複数のモーメントアーム５１を有している（上記図３及び図５参照）。より具体的には、弁装置１０Ａの板状部材５０は、３つのモーメントアーム５１を有している。板状部材５０の耐久性を高めやすくなる観点から、モーメントアーム５１の数は２又は３とすることが、より好ましい。

図１１に示されるように、ガイド盤４０は、作動ロッド２４（図１０参照）の中心線ＣＬを基準とした円筒状の基部４３と、この基部４３の一端（図１０に示される電磁ソレノイド２０とは反対側の端）の外周面に一体に有している円盤状のフランジ４４と、を有している。フランジ４４の外径は、基部４３の外径よりも大きい。ガイド盤４０の端面４０ａは、このフランジ４４のフランジ面４４ａによって構成される。凹部４１は、基部４３に設けられている。

弁ハウジング７１の第１端面７１ｃは、ガイド盤４０の端面４０ａ（フランジ４４のフランジ面４４ａ）に対して隙間を有して対向している。弁ハウジング７１は、板状部材５０と第２押し部材６０とを収納する凹部７６を有する。この凹部７６は、作動ロッド２４の中心線ＣＬを基準とした柱状の窪みであり、ガイド盤４０の凹部４１に連なっている。以下、ガイド盤４０の凹部４１と弁ハウジング７１の凹部７６とを、合わせて収納室７７という。この収納室７７は、第１押し部材３０と板状部材５０と第２押し部材６０とを収納している。

さらに、ガイド盤４０は、作動ロッド２４の中心線ＣＬに沿ってフランジ４４を貫通した複数の連通孔４５を有している。また、還状の支持部４２は、凹部４１から支持部４２の径外方へ連通した複数の連通路４６を有する。

フランジ４４の背面４４ｂ（フランジ４４のフランジ面４４ａとは反対側の面４４ｂ）には、チェックバルブ８０（一方向弁８０）が配置されている。このチェックバルブ８０は、複数の連通孔４５を開閉する弁体８１と、この弁体８１に対し閉じる方向の力を付与する付勢部材８２と、から成る。弁体８１は、ガイド盤４０の基部４３に緩く嵌め込まれた環状の平板によって構成されている。この弁体８１は、フランジ４４の背面４４ｂに重なることによって、複数の連通孔４５を閉じる。付勢部材８２は、弁体８１をフランジ４４の背面４４ｂに向かって付勢しており、例えば圧縮コイルばねによって構成される。

なお、チェックバルブ８０は、弁体８１と付勢部材８２とを有する構造に限定されず、例えば弁体８１自体を板バネによって構成することが可能である。その場合には、付勢部材８２は不要である。

弁装置１０Ａが図１１に示される状態において、収納室７７の内部の圧力（内圧）は、連通路４６及び連通孔４５を介してチェックバルブ８０の弁体８１に作用する。この内圧が、収納室７７の外部の圧力（弁装置１０Ａの外部の圧力）を超えない場合には、付勢部材８２の付勢力によって、弁体８１は連通孔４５を閉じている。つまり、チェックバルブ８０は閉鎖状態を維持する。

弁ハウジング７１は、収納室７７を外部に連通する連通孔７８を有している。この連通孔７８は、弁ハウジング７１の第２端面７１ｄ（凹部７６とは反対側の端面７１ｄ）に開口しており、図示せぬ外部の装置に連通することが可能である。この外部の装置から連通孔７８を通って収納室７７へ油圧等の高圧が作用し得る。

収納室７７の内圧が、収納室７７の外部の圧力を超えた場合には、弁体８１を開ける向きの力が、付勢部材８２によって付与される弁体８１を閉じる向きの力を上回るので、弁体８１が開く。このようにしてチェックバルブ８０が開放されると、収納室７７の内部の圧力が外部に逃げる。

弁装置１０Ａの説明をまとめると、次の通りである。

図１０乃至図１２、及び上記図５に示されるように、弁装置１０Ａは、
進退動作が可能な作動ロッド２４を備えた作動部２０と、
進出する前記作動ロッド２４によって押されることにより前記作動ロッド２４と同方向に進出可能な第１押し部材３０と、
前記第１押し部材３０の軸方向と交差する方向に延び、前記第１押し部材３０の軸中心ＣＬ側の端部である第１端部５１ａに前記第１押し部材３０によって押される力点Ｐ１を有し、前記軸中心ＣＬとは異なる側の端部である第２端部５１ｂに支点Ｐ２を有し、前記力点Ｐ１と前記支点Ｐ２との間に作用点Ｐ３を有する、少なくとも１つのモーメントアーム５１を具備する板状部材５０と、
前記モーメントアーム５１の前記作用点Ｐ３から力を受けることにより、前記第１押し部材３０と同方向に進出可能な第２押し部材６０と、
前記第２押し部材６０の進退動作に従って開閉動作が可能な弁７０と、
前記第１押し部材３０と前記板状部材５０と前記第２押し部材６０とを収納する収納室７７と、
前記収納室７７の内部の圧力が外部の圧力を超えた場合に開くチェックバルブ８０と、
を備える。

このように、力点Ｐ１と支点Ｐ２と作用点Ｐ３とを有したモーメントアーム５１を、用いることによって、「てこ」の原理を採用することができる。「てこ」の原理を利用した、機械的な倍力機構を採用することにより、パイロット弁を用いることのない簡単な構成で、小さい操作力によって大きい弁７０を開閉することが可能な、弁装置１０Ａを提供できる。

しかも、弁装置１０Ａは、収納室７７の内部の圧力が外部の圧力を超えた場合に開くチェックバルブ８０を備えている。収納室７７の内部が減圧になっても、チェックバルブ８０は閉鎖状態を維持するので、収納室７７の内部が減圧になっても、空気が弁装置１０Ａの外部から収納室７７へ侵入することはない。弁装置１０Ａを各種の装置（図示せず）に取り付けた場合に、弁装置１０Ａの外部から収納室７７へ侵入する空気によって、各種の装置が影響を受けることはない。従って、チェックバルブ８０を備える弁装置１０Ａによれば、各種の装置の性能を、十分に確保することができる。

一例を挙げると、弁装置１０Ａは緩衝器に備えることが可能である。緩衝器は、例えば鞍乗り型車両のフロントフォークに採用される。この場合に、緩衝器は、弁装置１０Ａの下方にポンプが位置するように、概ね垂直状態で鞍乗り型車両に搭載される。ポンプは、緩衝器のシリンダとロッドとピストンとによって構成され、油室の内部を加圧及び／又は減圧する。油室は、弁装置１０Ａの連通孔７８を介して収納室７７に連通する。緩衝器が伸び行程の場合には、ポンプは、収納室７７及び油室の内部を減圧することによって、油を吸い込む。緩衝器に備えている弁装置１０Ａは、チェックバルブ８０を有している。収納室７７及び油室の内部が減圧されているときに、チェックバルブ８０は閉じているので、外部の空気が、減圧された収納室７７を介して油室へ侵入することはない。そのため、緩衝器が伸び行程から圧縮行程へ移行した場合に、ポンプは油室の油を十分に加圧することができる。この結果、ポンプの性能を、十分に確保することができる。

さらに、図１１、上記図５、及び上記図６に示されるように、
前記板状部材５０は、周方向に間隔をあけて配置された複数の前記モーメントアーム５１を有し、
前記複数のモーメントアーム５１の各々の前記力点Ｐ１は、前記第１押し部材３０の先端部３３（押し部３３）によって押され、
前記第２押し部材６０は、前記複数のモーメントアーム５１の各々の前記作用点Ｐ３から力を受ける被作用面６４を有する。
このため、力点Ｐ１や作用点Ｐ３が周方向に偏らない、安定した弁動作をさせることができる。

さらに、上記図５に示されるように、前記支点Ｐ２が配置される、前記板状部材５０の環状の枠部５２によって、前記複数のモーメントアーム５１は、一体に連結されている。このため、複数のモーメントアーム５１を一体化することによって、各モーメントアーム５１の位置を正確に設定することができる。

さらに、上記図５に示されるように、前記板状部材５０は、前記枠部５２と前記複数のモーメントアーム５１とが連結されている部位５４の幅Ｗｄ１が、前記作用点Ｐ３が配置される部位５５の幅Ｗｄ２よりも狭い。

従って、モーメントアーム５１は、ばね性（ばね成分）を有する。図１０に示されるように、作動部２０の推力は、モーメントアーム５１のばね性を介して弁７０に伝達される。このため、比較的大きい「ばね定数」を任意に設定することができる。しかも、弁７０の開閉運動特性を、作動部２０側の質量とは分離することができる。従って、弁７０の出入り口７１ａ，７１ｂ（第１ポート７１ａ及び第２ポート７１ｂ）の微妙な圧力変動や、作動部２０の推力の変動に対して、応答性の高い開弁特性を得ることができる。

さらに、図１０及び図１２に示されるように、前記板状部材５０は弾性体である。このため、モーメントアーム５１が、作動ロッド２４の中心線ＣＬの方向に弾性変形し易いので、弁７０をスムースに開閉動作させることができる。

さらに、図１０に示されるように、前記作動部２０は電磁ソレノイドである。このため、作動ロッド２４が進退運動をする作動部２０を、比較的簡単な構成とすることができる。

なお、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、実施例に限定されるものではない。
例えば、図８に示される変形例１の板状部材５０の構成や、図９に示される変形例２の板状部材５０の構成は、弁装置１０Ａの板状部材５０にも適用することができる。
また、弁装置１０，１０Ａは、鞍乗り型車両のフロントフォークやリヤクッションに用いることができる。

弁装置１０，１０Ａは、２つ又は３つの車輪を有する鞍乗り型車両の車高調整装置に採用するのに好適である。

１０ 弁装置
１０Ａ 弁装置
２０ 作動部（電磁ソレノイド）
２４ 作動ロッド
３０ 第１押し部材
３３ 先端部
５０ 板状部材
５１ モーメントアーム
５１ａ 第１端部
５１ｂ 第２端部
５２ 枠部
５４ 枠部と複数のモーメントアームとが連結されている部位
５５ 作用点が配置される部位
６０ 第２押し部材
６４ 被作用面
７０ 弁
７７ 収納室
８０ チェックバルブ
ＣＬ 作動ロッドの中心線（軸中心）
Ｐ１ 軸中心側の一端部に有した力点
Ｐ２ 他端部に有した支点
Ｐ３ 力点と支点との間に有した作用点
Ｗｄ１ 枠部と複数のモーメントアームが連結されている部位の幅
Ｗｄ２ 作用点が配置される部位の幅

Claims (4)

1. 進退動作が可能な作動ロッドを備えた作動部と、
   進出する前記作動ロッドによって押されることにより前記作動ロッドと同方向に進出可能な第１押し部材と、
   前記第１押し部材の軸方向と交差する方向に延び、前記第１押し部材の軸中心側の端部である第１端部に前記第１押し部材によって押される力点を有し、前記軸中心とは異なる側の端部である第２端部に支点を有し、前記力点と前記支点との間に作用点を有する、少なくとも１つのモーメントアームを具備する板状部材と、
   前記モーメントアームの前記作用点から力を受けることにより、前記第１押し部材と同方向に進出可能な第２押し部材と、
   前記第２押し部材の進退動作に従って開閉動作が可能な弁と、
   前記第１押し部材と前記板状部材と前記第２押し部材とを収納する収納室と、
   前記収納室の内部の圧力が外部の圧力を超えた場合に開くチェックバルブと、
   を備え、
   前記板状部材は、周方向に間隔をあけて配置された複数の前記モーメントアームを有し、
   前記複数のモーメントアームの各々の前記力点は、前記第１押し部材の先端部によって押され、
   前記第２押し部材は、前記複数のモーメントアームの各々の前記作用点から力を受ける被作用面を有し、
   前記支点が配置される、前記板状部材の環状の枠部によって、前記複数のモーメントアームは、一体に連結されている、
   ことを特徴とする弁装置。
2. 前記板状部材は、前記枠部と前記複数のモーメントアームとが連結されている部位の幅が、前記作用点が配置される部位の幅よりも狭い、請求項１に記載の弁装置。
3. 前記板状部材は弾性体である、請求項１又は請求項２に記載の弁装置。
4. 前記作動部は電磁ソレノイドである、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の弁装置。

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