WO2019189560A1 - バルブシート部材、バルブ、及び緩衝器 - Google Patents
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- F16F9/50—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics
- F16F9/512—Means responsive to load action, i.e. static load on the damper or dynamic fluid pressure changes in the damper, e.g. due to changes in velocity
- F16F9/5126—Piston, or piston-like valve elements
Definitions
- the present invention relates to improvements in valve seat members, valves, and shock absorbers.
- valve seat member of a valve used for generating a damping force by giving resistance to a flow of a liquid generated when a shock absorber expands and contracts one disclosed in JP2009-281488A is known.
- This valve seat member is a so-called independent port in which an opening of one port is surrounded by an annular first sheet and a fan-shaped second sheet that is located on the outer peripheral side and is connected to the first sheet at both ends. It is a type.
- valve seat member as described above, when the liquid passes through the port, the liquid sprayed from the opening of the port to the leaf valve side spreads radially and a flow toward the first seat side is generated. For this reason, if there is a contaminant floating in the liquid, the contaminant may ride on the liquid flow toward the first seat and be sandwiched near the deflection fulcrum of the leaf valve.
- the outer periphery of the leaf valve When a contaminant is sandwiched near the bending fulcrum, the outer periphery of the leaf valve always floats from the second seat, creating a gap, and the liquid flowing through the gap may vibrate the outer periphery of the leaf valve and generate noise. There is.
- the present invention has an object to provide a valve seat member, a valve, and a shock absorber capable of preventing the occurrence of abnormal noise by preventing the inclusion of contaminants.
- the valve seat member includes a main body portion in which a port that opens at one end portion is formed, a first seat that protrudes from one end portion of the main body portion and is spaced apart from the opening of the port, A second sheet that protrudes from one end of the main body and has both ends connected to the first sheet and encloses the opening of the port; an area surrounded by the first sheet and the second sheet; On the side, the first sheet is provided with an island portion that is disposed with a gap, and a passage that is formed in the island portion and communicates with the port and the gap.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a shock absorber including a piston that is a valve seat member according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing a part of FIG.
- FIG. 3 is a bottom view of a piston that is a valve seat member according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a plan view of a piston that is a valve seat member according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a partially enlarged view showing a part of FIG. 4 in an enlarged manner.
- FIG. 6 is an explanatory view showing the flow of liquid passing through the pressure side port of the piston which is the valve seat member according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is an explanatory view showing the flow of liquid passing through the port of the valve seat member according to the comparative example.
- the valve seat member As shown in FIG. 1, the valve seat member according to the embodiment of the present invention is used as the piston 2 of the shock absorber D and constitutes a damping valve V together with the leaf valves 4, 5 and the like.
- the shock absorber D is interposed between the vehicle body and the axle of a vehicle such as an automobile.
- the upper and lower portions of the shock absorber D shown in FIG. 1 are simply referred to as “upper” and “lower”.
- the attachment object of the shock absorber including the valve seat member according to the present invention is not limited to the vehicle and can be changed as appropriate.
- the upper and lower sides of the shock absorber in the attached state can be appropriately changed according to the attachment object.
- the shock absorber D of the present embodiment may be attached to the vehicle in the same direction as in FIG.
- the shock absorber D includes a bottomed cylindrical cylinder tube 1, a piston 2 that is slidably inserted into the cylinder tube 1, a lower end connected to the piston 2, and an upper end that is a cylinder tube. 1 and a piston rod 3 projecting outward.
- a bracket (not shown) is provided at the upper end of the piston rod 3, and the piston rod 3 is connected to one of the vehicle body and the axle via the bracket.
- a bracket (not shown) is also provided on the bottom 1a of the cylinder tube 1, and the cylinder tube 1 is connected to the other of the vehicle body and the axle via the bracket.
- the shock absorber D is interposed between the vehicle body and the axle.
- the piston rod 3 enters and exits the cylinder tube 1 and the shock absorber D expands and contracts, and the piston 2 moves through the cylinder tube 1. Move up and down (axial direction).
- the shock absorber D includes an annular cylinder head 10 that closes the upper end of the cylinder tube 1 and supports the piston rod 3 slidably.
- the lower end of the cylinder tube 1 is closed by the bottom 1a. In this way, the inside of the cylinder tube 1 is a sealed space.
- a free piston 11 is slidably inserted into the cylinder tube 1 on the side opposite to the piston rod 3 when viewed from the piston 2 in the cylinder tube 1.
- a liquid chamber L is formed on the upper side of the free piston 11 in the cylinder tube 1 (in other words, between the free piston 11 and the cylinder head 10), and on the lower side (in other words, the free piston 11 and the bottom 1a of the cylinder tube 1).
- Gas chamber G is formed between the two.
- the liquid chamber L is partitioned by the piston 2 into an extension side chamber L1 on the piston rod 3 side and a pressure side chamber L2 on the piston 2 side.
- the extension side chamber L1 and the compression side chamber L2 are each filled with a liquid such as hydraulic oil.
- a gas such as air or nitrogen gas is sealed in the gas chamber G in a compressed state.
- the piston rod 3 retracts from the cylinder tube 1, and when the volume of the retracted piston rod 3 in the volumetric cylinder tube 1 increases, the free piston 11 moves upward in the cylinder tube 1 to cause gas. Enlarge chamber G.
- the shock absorber D contracts, the piston rod 3 enters the cylinder tube 1, and when the volume of the piston rod 3 that has entered decreases in the volumetric cylinder tube 1, the free piston 11 moves down the cylinder tube 1. And the gas chamber G is reduced.
- liquid chamber L and the gas chamber G may be partitioned using a bladder or a bellows instead of the free piston 11.
- the configuration of the movable partition wall serving as the partition can be changed as appropriate.
- the shock absorber D is a single rod, single cylinder type.
- the gas chamber G is expanded or contracted by the free piston (movable partition wall) 11 to compensate the volume of the piston rod 3 entering and exiting the cylinder tube 1.
- the configuration for volume compensation can be changed as appropriate.
- the free piston (movable partition wall) 11 and the gas chamber G are abolished, and an outer shell is provided on the outer periphery of the cylinder tube 1 to form a shock absorber in a double cylinder shape, so that liquid is stored between the cylinder tube 1 and the outer shell.
- a reservoir chamber may be formed. In this case, volume compensation is performed by the reservoir chamber.
- the reservoir chamber may be formed in a tank that is separate from the cylinder tube 1.
- a piston rod may be provided on both sides of the piston so that the shock absorber is a double rod type. In such a case, the piston rod volume compensation itself can be made unnecessary.
- the piston 2 is held by a nut 30 on the outer periphery of the piston rod 3 together with the extension-side and pressure-side leaf valves 4 and 5 stacked above and below.
- the piston 2 functions as a valve seat member to which a valve body such as a leaf valve is mounted, and constitutes a damping valve V together with the valve body.
- a valve seat member to which a valve body such as a leaf valve is mounted, and constitutes a damping valve V together with the valve body.
- the piston 2 includes an annular main body 2a and a cylindrical skirt 2b that protrudes downward from the outer periphery of the lower end of the main body 2a.
- a piston band 20 is wound around the outer periphery of the piston 2. The piston 2 is in sliding contact with the inner periphery of the cylinder tube 1 through the piston band 20.
- the main body 2a of the piston 2 is formed with ports 2c and 2d on the expansion side and pressure side that open to the upper end (one end) of the main body 2a and the lower end of the main body 2a on the inner peripheral side of the skirt 2b.
- the At least one extension-side leaf valve 4 (four in FIG. 2) is stacked in the axial direction (vertical direction in FIG. 2) of the main body 2a at the lower end of the main body 2a.
- the extension-side leaf valve 4 opens and closes the extension-side port 2c.
- At least one pressure-side leaf valve 5 (five in FIG. 2) is stacked in the axial direction of the main body 2a at the upper end of the main body 2a.
- the pressure side leaf valve 5 opens and closes the pressure side port 2d.
- the stretch side and pressure side leaf valves 4 and 5 are thin annular plates made of metal and have elasticity.
- An annular spacer 40 is stacked on the lower side of the leaf valve 4 on the extension side. That is, the extension-side leaf valve 4 is sandwiched between the spacer 40 and the piston 2.
- the outer diameter of the spacer 40 is smaller than the outer diameter of the leaf valve 4 on each extension side.
- An annular spacer 50 and a valve stopper 51 are stacked in this order from the piston 2 side on the pressure side leaf valve 5. That is, the pressure side leaf valve 5 is sandwiched between the spacer 50 and the piston 2.
- the outer diameter of the spacer 50 is smaller than the outer diameter of the leaf valve 5 on each pressure side.
- the damping valve V includes the piston 2, the extension-side and compression-side leaf valves 4 and 5, the spacers 40 and 50, and the valve stopper 51, and the mounting shaft 3 a provided at the tip of the piston rod 3. It is held by the nut 30 on the outer periphery of.
- the outer diameter of the mounting shaft 3a is formed to be smaller than the outer diameter of the immediately upper portion 3d (a portion adjacent to the mounting shaft 3a from above).
- An annular step 3b is formed at the boundary between the mounting shaft 3a and the upper part 3d.
- a screw groove 3c is formed on the outer periphery of the tip of the mounting shaft 3a so that the nut 30 can be screwed together.
- the leaf valve 4 on the extension side is bent downward on the outer peripheral side of the spacer 40 with the outer peripheral edge of the spacer 40 as a fulcrum.
- the pressure side leaf valve 5 is also bent upward on the outer peripheral side of the spacer 50 with the outer peripheral edge of the spacer 50 as a fulcrum.
- the piston 2 protrudes downward from the lower end portion of the main body portion 2a, and the extension-side seat portion 6 on which the seat surface on which the extension-side leaf valve 4 is seated is formed at the tip (lower end), and the upper end of the main body portion 2a.
- the extension-side seat portion 6 protrudes from the lower end portion of the main body portion 2a to the lower side in the axial direction of the piston 2 and is a first seat 6a that is an annular inner peripheral seat positioned on the inner peripheral side of the main body portion 2a.
- the pressure side sheet portion 7 includes a first sheet 7a that is an annular inner peripheral sheet that protrudes from the upper end portion of the main body portion 2a in the axial direction of the piston 2 and is positioned on the inner peripheral side of the main body portion 2a. Projecting upward in the axial direction of the piston 2 and a second sheet 7b which is an outer peripheral sheet positioned on the outer peripheral side of the first sheet 7a.
- the stretch-side port 2c opens in the window 60 surrounded by the first sheet 6a and the second sheet 6b in the stretch-side sheet portion 6.
- the compression-side port 2d opens in the window 70 surrounded by the first sheet 7a and the second sheet 7b in the compression-side sheet portion 7.
- An island portion 8 is provided in the window 70 of the pressure side seat portion 7.
- the first sheet 7a, the second sheet 7b, and the island portion 8 are formed so as to protrude in the axial direction of the piston 2 from the end surface (the bottom surface 70a of the window 70) of the upper end where the port 2d opens.
- the island side 8 also supports the pressure side leaf valve 5.
- seat surface is formed also in the front-end
- FIG. 3 shows a bottom view of the piston 2.
- oblique lines are shown on the sheet surface of the sheet part 6 on the extended side. That is, the diagonal line shown in FIG. 3 does not indicate a cut surface.
- FIG. 2 shows a cross section of the piston 2 taken along line XX in FIG.
- the second sheet 6 b in the extended-side sheet portion 6 is annular, and is arranged on the outer peripheral side of the first sheet 6 a with an annular gap between the first sheet 6 a. .
- An annular window 60 is formed between the first sheet 6a and the second sheet 6b.
- four extending-side ports 2 c are formed side by side in the circumferential direction of the piston 2, and all the extending-side ports 2 c open into the window 60.
- the second sheet 6b of the extension side sheet portion 6 is disposed so as to entirely surround the openings of all the extension side ports 2c.
- the sheet surfaces of the first sheet 6a and the second sheet 6b in the stretched sheet portion 6 are respectively annular.
- the seat surface of the first seat 6 a faces the spacer 40 with the extension-side leaf valve 4 interposed therebetween, and the extension-side leaf valve 4 faces the seat surface of the first seat 6 a.
- the inner periphery of the is pressed.
- the inner diameter of the seat surface of the second seat 6b is larger than the outer diameter of the spacer 40, and the outer peripheral portion of the extended leaf valve 4 is seated on and off the seat surface of the second seat 6b.
- the extension-side port 2 c is opened and closed by the extension-side leaf valve 4.
- pressure-side ports 2d are arranged in the circumferential direction on the outer peripheral side of the piston 2 with respect to the expansion-side port 2c. All the pressure-side ports 2d open to the outer peripheral side of the seat surface of the second sheet 6b. Therefore, the extension-side leaf valve 4 does not block the pressure-side port 2d, and the pressure-side port 2d always communicates with the pressure-side chamber L2.
- FIG. 4 shows a plan view of the piston 2.
- oblique lines are shown on the sheet surfaces of the pressure side sheet portion 7 and the island portion 8, respectively. That is, the oblique line shown in FIG. 4 does not indicate a cut surface.
- the XX line in FIG. 4 is a line corresponding to the XX line in FIG.
- each second sheet 7b is connected to a pair of linear side portions 7c and 7d that are connected to the first sheet 7a at the end and are separated from each other toward the outer periphery of the piston 2, and the ends of these side portions 7c and 7d.
- Arc-shaped outer peripheral portion 7e Arc-shaped outer peripheral portion 7e.
- each second sheet 7b the ends of the pair of side portions 7c and 7d located at both ends of each second sheet 7b are connected to the first sheet 7a, and a fan-shaped window is provided between the first sheet 7a and each second sheet 7b. 70 is formed.
- One pressure side port 2d opens in one window 70. That is, the second sheet 7b of the pressure side sheet portion 7 is disposed so as to individually surround the four pressure side ports 2d, and makes each pressure side port 2d independent.
- the sheet surface of the first sheet 7a in the pressure side sheet portion 7 is annular, and the sheet surface of the second sheet 7b is fan-shaped.
- the seat surface of the first seat 7a faces the spacer 50 with the pressure-side leaf valve 5 interposed therebetween, and the inner peripheral portion of the pressure-side leaf valve 5 faces the seat surface of the first seat 7a. Is pressed.
- the inner diameter of the seat surface of the outer peripheral portion 7e in the second seat 7b is larger than the outer diameter of the spacer 50, and the outer peripheral portion of the compression-side leaf valve 5 is separated from the seat surface of the second seat 7b.
- the pressure-side port 2d is opened and closed by the pressure-side leaf valve 5.
- the extension-side ports 2 c and the compression-side ports 2 d are alternately arranged in the circumferential direction of the piston 2.
- the four ports 2c on the extension side are opened between the adjacent second sheets 7b and 7b. For this reason, the compression-side leaf valve 5 does not block the expansion-side port 2c, and the expansion-side port 2c always communicates with the expansion-side chamber L1.
- the piston rod 3 retracts from the cylinder tube 1 and the piston 2 moves upward in the cylinder tube 1 to compress the expansion side chamber L1.
- the pressure in the extension side chamber L1 rises, and the pressure acts in a direction to bend the outer peripheral portion of the extension side leaf valve 4 downward via the extension side port 2c.
- the valve seat member according to the comparative example has a fan-like shape in which the opening of one port 200 is positioned on the annular first sheet 201 and the outer periphery thereof and both ends are connected to the first sheet 201.
- the so-called independent port type is surrounded by the second sheet 202.
- valve seat member when a leaf valve made of a thin annular plate is laminated and the port 200 is opened and closed by the leaf valve, the inner periphery of the leaf valve is pressed against the first seat 201 by the spacer, and the outer periphery side of the spacer The bending of is allowed. For this reason, when the pressure on the port 200 side increases, the outer peripheral portion of the leaf valve bends away from the second sheet 202 with the outer peripheral edge of the spacer as a fulcrum, and the liquid can pass through the gap.
- the seat surface is annular, and generally the outer diameter of the seat surface is substantially the same as the outer diameter of the spacer. is there.
- the vicinity of the outer peripheral edge 201a of the seat surface of the first sheet 201 is opposed to the bending fulcrum of the leaf valve, and the second sheet 202 from the first sheet 201 in the vicinity of the bending fulcrum. Contaminants may be sandwiched between the branch portions a and b and the leaf valve.
- the piston 2 has an island portion 8 arranged between the first sheet 7a and each second sheet 7b in the pressure side seat portion 7.
- each island portion 8 is disposed with a gap from the first sheet 7 a, and a gap 80 is formed between the first sheet 7 a and the island portion 8.
- the recessed part 8a is formed in the front-end
- a passage 9 that communicates the pressure side port 2d and the gap 80 is formed by the recess 8a.
- the liquid toward the first sheet 7 a side is composed of two islets 8 b, It flows to detour 8c. Then, when a part of the liquid passes through the passage 9 and hits the first sheet 7a, it is divided into two parts, and a flow in a direction away from the first sheet 7a from the vicinity of both ends 7c and 7d of the second sheet 7b is generated. Therefore, even if there is a contaminant floating in the liquid, the contaminant is discharged to the outer peripheral side of the piston 2.
- the outer diameter of the seat surface of the first seat 7a and the outer diameter of the spacer 50 are substantially the same, and the vicinity of the outer peripheral edge of the seat surface of the first seat 7a is the pressure side leaf valve. 5 and the deflection fulcrum, there is a contamination between the branch portions a and b (FIG. 6) from the first sheet 7a of the second seat 7b near the deflection fulcrum and the leaf valve 5 on the compression side. Is difficult to be caught.
- the distal end (seat surface) of the island portion 8 is positioned on the outer peripheral side of the piston 2 with respect to the outer peripheral edge of the spacer 50, and the spacer 50 and the distal end of the island portion 8 are spaced apart in the radial direction of the piston 2 in the axial direction. It is arranged with a gap. Since the tip of the island portion 8 is located away from the bending fulcrum of the pressure side leaf valve 5, even if the island portion 8 is provided, when the pressure side leaf valve 5 is bent, the pressure side leaf valve 5 A sufficient gap is formed between the island 8 and the island 8. For this reason, no contaminant is sandwiched between the island portion 8 and the pressure-side leaf valve 5.
- the island portion 8 is in the center portion of the window 70 as viewed in the axial direction, and the passage 9 penetrates the center of the island portion 8 in the radial direction of the piston 2.
- the opening of the passage 9 facing the inner peripheral side of the piston 2 is the outer periphery of the first sheet 7a, and both ends of the second sheet 7b (the ends of the pair of side portions 7c and 7d) are connected. It faces the central part in the circumferential direction of the connecting parts a and b.
- the liquid traveling from the pressure side port 2d to the first sheet 7a through the passage 9 collides with the first sheet 7a, and is divided into one side 7c side and the other side 7d side by the gap 80.
- the flow rate is not biased toward one side. Therefore, there is contamination between both the connecting portion (branching portion) a of one side portion 7c branched from the first seat 7a and the connecting portion (branching portion) b of the other side portion 7d and the leaf valve 5 on the pressure side.
- France are less likely to be caught.
- the piston (valve seat member) 2 includes a first seat 7a disposed away from the opening of the pressure-side port (port) 2d, and both ends connected to the first seat 7a and the pressure-side port 2d.
- the first sheet 7a and the gap 80 are located in the region surrounded by the second sheet 7b surrounding the opening, the first sheet 7a and the second sheet 7b, and closer to the first sheet 7a than the opening of the pressure side port 2d.
- the passage 9 that communicates the pressure-side port 2d and the gap 80 through the island portion 8.
- the liquid passing through the passage 9 collides with the first sheet 7a, and is divided into two forks by the gap 80, and flows in a direction away from the first sheet 7a.
- the contaminant can be discharged to the outer peripheral side by the flow away from the first sheet 7a. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of abnormal noise by preventing contamination from being sandwiched near the bending fulcrum of the leaf valve 5 on the compression side.
- the height of the first sheet 7a and the height of the second sheet 7b in the pressure side sheet portion 7 with respect to the end face 70a where the port 2d opens are the same as each other.
- the height of the island part 8 from the end surface 70a is the same as the height of the 1st sheet
- the tip of the island portion 8 has a virtual plane in which the position of the piston 2 in the axial direction includes the tip of the first sheet 7a and the tip of the second sheet 7b (in this embodiment, perpendicular to the central axis of the piston 2). It is a flat surface and corresponds to the lower end surface of the leaf valve 5).
- the island portion 8 can function as a support for supporting the pressure side leaf valve 5 inside the pressure side seat portion 7, and the pressure side leaf valve 5 to be bent downward by back pressure is supported by the island portion 8.
- the durability of the pressure side leaf valve 5 can be improved.
- the height of the island part 8, the first sheet 7a, and the second sheet 7b from the end face 70a is defined as the end face 70a, the island part 8, the first sheet 7a in the direction perpendicular to the end face 70a (the axial direction of the piston 2), And the length of the second sheet 7b.
- the island portion 8 may be configured to be slightly lower than the first sheet 7a and the second sheet 7b. Even in this case, the above effect can be obtained. Furthermore, in order to securely seat the pressure-side leaf valve 5 on the first seat 7a and the second seat 7b, the height of the island portion 8 may be equal to or less than the height of the first seat 7a and the second seat 7b.
- the island 8 may not function as a support. That is, the tip of the island portion 8 is located on a plane including the tip of the first sheet 7a and the tip of the second sheet 7b on the end surface 70a side (lower side in FIG. 2). It suffices if it is configured to be located on the side).
- the island part 8 should just be comprised so that it may not protrude from the end surface 70a beyond the 1st sheet
- FIG. According to such a configuration, when the leaf valve 5 is stacked on the piston 2, the leaf valve 5 can be reliably seated on the first seat 7a and the second seat 7b.
- the recess 9 a formed at the tip of the island portion 8 forms the passage 9 that communicates the compression-side port 2 d and the gap 80. For this reason, even if the island part 8 is small, the channel
- the opening on the gap 80 side of the passage 9 (the opening of the passage 9 with respect to the gap 80) is connected to the ends (both ends) of the pair of side portions 7c and 7d of the second sheet 7b in the first sheet 7a. It faces the central part which is the center of the connecting part.
- the liquid that has passed through the passage 9 is bifurcated toward the connecting portions at both ends of the second sheet 7b in the gap 80 and moves away from the first sheet 7a, the liquid can be evenly distributed to each connecting portion. . Therefore, in the second seat 7b, the contamination is sandwiched between the branch portion a of the one side portion 7c branched from the first seat 7a, the branch portion b of the other side portion 7d, and the leaf valve 5 on the compression side. Each can be suppressed.
- the side surface of the island portion 8 facing the opening of the pressure side port (port) 2d and the inner wall of the pressure side port 2d connected to the side surface are formed to be flush with each other (FIG. 2). .
- flush is a state where there is no step between adjacent surfaces. That is, the side surface of the island portion 8 and the inner wall of the compression side port 2d are formed so as to be smoothly connected without a step.
- a mold having no step can be used at the boundary portion between the side surface of the island portion 8 and the inner wall of the pressure-side port 2d connected thereto. . For this reason, it is easy to mold the piston 2 using a mold, and the piston 2 with high molding accuracy can be made.
- the configuration of the island portion 8 and the passage 9 can be changed as appropriate as long as the liquid flow away from the first sheet 7a can be created.
- a through hole penetrating in the radial direction of the piston 2 may be formed in the island portion 8, and the passage 9 may be formed by the through hole.
- the passage 9 may be formed by a penetrating portion that penetrates the piston 2 in the axial direction integrally with the pressure-side port 2d.
- the opening of the passage 9 may be deviated from the above-described position, and the flow passage area of the passage 9 may be increased or decreased toward the gap 80.
- a plurality of recesses 8a are formed in one island portion 8, and the island portion 8 is divided into three or more small islands, thereby forming two or more passages 9 per one island portion 8. Also good. These changes are possible regardless of the height of the island 8.
- piston (valve seat member) 2 of the present embodiment has an annular shape laminated on one or more pressure-side leaf valves (leaf valves) 5 stacked on the piston 2 and the anti-piston side of the pressure-side leaf valve 5.
- a damping valve V is configured together with the spacer 50.
- the outer diameter of the spacer 50 is substantially the same as the outer diameter of the seat surface of the first sheet 7a.
- the tip (seat surface) of the island portion 8 can be disposed at a position away from the bending fulcrum of the pressure side leaf valve 5. Therefore, when the pressure side leaf valve 5 is bent, a sufficient gap is formed between the pressure side leaf valve 5 and the island portion 8. For this reason, it is possible to prevent contamination from being sandwiched between the island portion 8 and the pressure-side leaf valve 5. And in order to acquire such an effect reliably, although it is preferable to make the outer diameter of the spacer 50 into below the outer diameter of the sheet surface of the 1st sheet
- the pressure side seat portion 7 on which the pressure side leaf valve 5 is seated has the pressure side port 2d as an independent port type, and the present invention is applied only to the pressure side seat portion 7 portion.
- the present invention may be embodied in the stretched-side sheet portion 6 by making the stretched-side port portion 2c an independent port type in the stretched-side sheet portion 6.
- the number of the ports 2c and 2d on the extension side and the pressure side can be changed as appropriate, and the arrangement can also be changed according to the mode of each port 2c and 2d.
- the damping valve V including the piston (valve seat member) 2 of the present embodiment constitutes a shock absorber D together with the cylinder tube 1 and the piston rod 3 inserted into the cylinder tube 1 so as to be movable in the axial direction.
- the damping valve V provides resistance to the flow of liquid generated when the cylinder tube 1 and the piston rod 3 move relative to each other in the axial direction. For this reason, the damping force resulting from the resistance of the damping valve V is exhibited when the shock absorber D expands and contracts and the cylinder tube 1 and the piston rod 3 move relative to each other in the axial direction.
- the damping valve V including the piston (valve seat member) 2 of the present embodiment is attached to the piston rod 3.
- the rod entering and exiting the cylinder tube 1 does not necessarily have to be a piston rod to which a piston is attached, and the position where the damping valve is provided is not limited to the piston portion.
- a damping valve is provided in the middle of the passage connecting the inside of the cylinder tube and the reservoir chamber. It may be provided.
- valve including the piston (valve seat member) 2 of the present embodiment may not necessarily be used for generating a damping force.
- the leaf valve stacked on the valve seat member according to the present invention functions as a check valve, and the valve configured by including the valve seat member, the leaf valve, and the spacer changes the direction in which the liquid flows. It may be used as a valve to be controlled.
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Abstract
バルブシート部材(2)は、ポート(2d)の開口と離間して配置される第一シート(7a)と、両端が第一シート(7a)に連結されてポート(2d)の開口を取り囲む第二シート(7b)と、第一シート(7a)と第二シート(7b)とで囲まれる領域内であってポート(2d)の開口より第一シート(7a)側に、第一シート(7a)と空隙(80)をあけて配置される島部(8)と、島部(8)を通ってポート(2d)と空隙(80)とを連通する通路(9)と、を備える。
Description
本発明は、バルブシート部材、バルブ、及び緩衝器の改良に関する。
従来、緩衝器の伸縮時に生じる液体の流れに抵抗を与えて減衰力を発生するため等に利用されるバルブのバルブシート部材として、JP2009-281488Aに開示されるものが知られている。このバルブシート部材は、一つのポートの開口が、環状の第一シートと、その外周側に位置して両端が第一シートに連結される扇状の第二シートと、で取り囲まれる、いわゆる独立ポート型である。
このようなバルブシート部材に薄い環状板からなるリーフバルブを積層してそのリーフバルブでポートを開閉する場合、リーフバルブの内周部を間座によって第一シートに押さえつけ、間座よりも外周側の撓みを許容させる。これにより、ポート側の圧力が高まると、間座の外周縁を支点にリーフバルブの外周部が撓んで第二シートから離れ、その隙間を液体が通過できるようになる。
上記のようなバルブシート部材では、ポートを液体が通過する際、ポートの開口からリーフバルブ側へ噴き上げる液体が放射状に広がり、第一シート側へ向かう流れが生じる。このため、液中に浮遊するコンタミナントがあると、そのコンタミナントが第一シート側へ向かう液体の流れに乗って、リーフバルブの撓み支点近くに挟み込まれることがある。
撓み支点近くにコンタミナントが挟み込まれた状態では、リーフバルブの外周部が常に第二シートから浮いて隙間が生じ、その隙間を流れる液体によってリーフバルブの外周部が振動して異音を生じるおそれがある。
本発明は、コンタミナントの挟み込みを防いで異音の発生を防止できるバルブシート部材、バルブ、及び緩衝器の提供を目的とする。
本発明のある態様によれば、バルブシート部材は、一端部に開口するポートが形成される本体部と、本体部の一端部から突出しポートの開口と離間して配置される第一シートと、本体部の一端部から突出し両端が第一シートに連結されてポートの開口を取り囲む第二シートと、第一シートと第二シートとで囲まれる領域内であってポートの開口よりも第一シート側に、第一シートと空隙をあけて配置される島部と、島部に形成されポートと空隙とを連通する通路と、を備える。
以下に本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品(部位)か対応する部品(部位)を示す。
図1に示すように、本発明の実施形態に係るバルブシート部材は、緩衝器Dのピストン2として利用され、リーフバルブ4,5等とともに減衰バルブVを構成する。緩衝器Dは、自動車等の車両の車体と車軸との間に介装される。以下の説明では、説明の便宜上、特別な説明のない限り、図1に示す緩衝器Dの上下を、単に「上」「下」という。
なお、本発明に係るバルブシート部材を含む緩衝器の取付対象は、車両に限らず適宜変更できる。また、取付状態での緩衝器の上下を取付対象に応じて適宜変更できるのは勿論である。具体的には、本実施形態の緩衝器Dを図1と同じ向きで車両に取り付けても、上下逆向きにして車両に取り付けてもよい。
以下、本実施形態に係る緩衝器Dの具体的な構造について説明する。図1に示すように、緩衝器Dは、有底筒状のシリンダチューブ1と、シリンダチューブ1内に摺動自在に挿入されるピストン2と、下端がピストン2に連結されて上端がシリンダチューブ1外へと突出するピストンロッド3と、を備える。
ピストンロッド3の上端には、ブラケット(図示せず)が設けられており、ピストンロッド3がブラケットを介して車体と車軸の一方に連結される。また、シリンダチューブ1の底部1aにもブラケット(図示せず)が設けられ、シリンダチューブ1がそのブラケットを介して車体と車軸の他方に連結される。
このようにして、緩衝器Dは車体と車軸との間に介装される。車両が凹凸のある路面を走行するなどして車輪が車体に対して上下に振動すると、ピストンロッド3がシリンダチューブ1に出入りして緩衝器Dが伸縮するとともに、ピストン2がシリンダチューブ1内を上下(軸方向)に移動する。
また、緩衝器Dは、シリンダチューブ1の上端を塞ぐとともに、ピストンロッド3を摺動自在に支える環状のシリンダヘッド10を備える。シリンダチューブ1の下端は、底部1aで塞がれる。このようにしてシリンダチューブ1内は、密閉空間とされる。シリンダチューブ1には、シリンダチューブ1内のピストン2から見てピストンロッド3とは反対側に、フリーピストン11が摺動自在に挿入される。
シリンダチューブ1内におけるフリーピストン11の上側(言い換えれば、フリーピストン11とシリンダヘッド10との間)には液室Lが形成され、下側(言い換えれば、フリーピストン11とシリンダチューブ1の底部1aとの間)にはガス室Gが形成される。液室Lは、ピストン2でピストンロッド3側の伸側室L1とピストン2側の圧側室L2とに区画される。伸側室L1と圧側室L2には、それぞれ作動油等の液体が充填される。ガス室Gには、エア、又は窒素ガス等の気体が圧縮された状態で封入される。
緩衝器Dの伸長時にピストンロッド3がシリンダチューブ1から退出し、退出したピストンロッド3の体積分シリンダチューブ1内の容積が増加すると、フリーピストン11がシリンダチューブ1内を上側へ移動してガス室Gを拡大させる。反対に、緩衝器Dの収縮時にピストンロッド3がシリンダチューブ1内へ進入し、進入したピストンロッド3の体積分シリンダチューブ1内の容積が減少すると、フリーピストン11がシリンダチューブ1内を下側へ移動してガス室Gを縮小させる。
なお、フリーピストン11に替えて、ブラダ、又はベローズ等を利用して液室Lとガス室Gとを仕切っていてもよい。この仕切となる可動隔壁の構成は、適宜変更できる。
さらに、本実施形態では、緩衝器Dが片ロッド、単筒型である。緩衝器Dの伸縮時にフリーピストン(可動隔壁)11でガス室Gが拡大又は縮小し、シリンダチューブ1に出入りするピストンロッド3の体積補償をする。これに対し、この体積補償のための構成は、適宜変更できる。
例えば、フリーピストン(可動隔壁)11とガス室Gとを廃し、シリンダチューブ1の外周にアウターシェルを設けて緩衝器を複筒型にして、シリンダチューブ1とアウターシェルとの間に液体を貯留するリザーバ室を形成してもよい。この場合、リザーバ室によって体積補償される。さらに、リザーバ室は、シリンダチューブ1とは別置き型のタンク内に形成されていてもよい。
また、ピストンの両側にピストンロッドを設けて緩衝器を両ロッド型にしてもよい。このような場合には、ピストンロッドの体積補償自体を不要にできる。
ピストン2は、その上下に積層される伸側及び圧側のリーフバルブ4,5とともにピストンロッド3の外周にナット30で保持される。このように、ピストン2は、リーフバルブ等の弁体が装着されるバルブシート部材として機能しており、弁体とともに減衰バルブVを構成する。以下に、減衰バルブVを構成する各部材について詳細に説明する。
図2に示すように、ピストン2は、環状の本体部2aと、本体部2aの下端外周部から下側へ突出する筒状のスカート部2bと、を含む。ピストン2の外周には、ピストンバンド20が巻き付けられる。ピストン2は、ピストンバンド20を介してシリンダチューブ1の内周に摺接する。
ピストン2の本体部2aには、本体部2aの上端部(一端部)とスカート部2bの内周側の本体部2aの下端部とに開口する伸側と圧側のポート2c,2dが形成される。本体部2aの下端部には、少なくとも一つの伸側のリーフバルブ4(図2では4枚)が本体部2aの軸方向(図2中上下方向)に積層される。伸側のリーフバルブ4によって、伸側のポート2cが開閉される。本体部2aの上端部には、少なくとも一つの圧側のリーフバルブ5(図2では5枚)が本体部2aの軸方向に積層される。圧側のリーフバルブ5によって、圧側のポート2dが開閉される。
伸側と圧側のリーフバルブ4,5は、それぞれ、金属製の薄い環状板であり、弾性を有する。伸側のリーフバルブ4の下側には、環状の間座40が積層されている。つまり、伸側のリーフバルブ4は、間座40とピストン2とによって挟まれる。間座40の外径は、各伸側のリーフバルブ4の外径よりも小さい。圧側のリーフバルブ5の上側には、環状の間座50とバルブストッパ51とがピストン2側からこの順に積層される。つまり、圧側のリーフバルブ5は、間座50とピストン2とによって挟まれる。間座50の外径は、各圧側のリーフバルブ5の外径よりも小さい。
このように、減衰バルブVは、ピストン2、伸側及び圧側のリーフバルブ4,5、間座40,50、並びにバルブストッパ51を有して、ピストンロッド3の先端に設けられた取付軸3aの外周にナット30で保持される。
より詳しく説明すると、取付軸3aの外径は、その直上部3d(取付軸3aに上側から隣接する部位)の外径よりも小さく形成される。取付軸3aと直上部3dとの境界には、環状の段差3bが形成される。取付軸3aの先端部外周には、螺子溝3cが形成され、ナット30を螺合できるように構成される。取付軸3aを減衰バルブVの中心部に挿通してナット30を締めると、減衰バルブVがその内周部をナット30と段差3bとで挟まれた状態で取付軸3aの外周に保持される。
また、減衰バルブVがピストンロッド3に装着された状態であっても、伸側のリーフバルブ4は間座40の外周縁を支点に間座40よりも外周側を下側へ撓ませられる。同様に、圧側のリーフバルブ5も間座50の外周縁を支点に間座50よりも外周側を上側へ撓ませられる。
ピストン2には、本体部2aの下端部から下側へ突出し、伸側のリーフバルブ4が着座するシート面が先端(下端)に形成された伸側のシート部6と、本体部2aの上端部から上側へ突出し、圧側のリーフバルブ5が着座するシート面が先端(上端)に形成された圧側のシート部7と、が設けられる。伸側のシート部6は、本体部2aの下端部からピストン2の軸方向下側に突出し本体部2aの内周側に位置する環状の内周シートである第一シート6aと、下端部からピストン2の軸方向下側に突出し第一シート6aの外周側に位置する外周シートである第二シート6bと、を含む。同様に、圧側のシート部7は、本体部2aの上端部からピストン2の軸方向上側に突出し本体部2aの内周側に位置する環状の内周シートである第一シート7aと、上端部からピストン2の軸方向上側に突出し第一シート7aの外周側に位置する外周シートである第二シート7bと、を含む。
伸側のシート部6における第一シート6aと第二シート6bとで囲まれる窓60に、伸側のポート2cが開口する。圧側のシート部7における第一シート7aと第二シート7bとで囲まれる窓70に、圧側のポート2dが開口する。また、圧側のシート部7の窓70内には、島部8が設けられる。つまり、本実施形態では、ポート2dが開口する上端部の端面(窓70の底面70a)からピストン2の軸方向に突出するように、第一シート7a、第二シート7b、及び島部8が本体部2aの上端部に設けられる。島部8によっても、圧側のリーフバルブ5が支えられる。このように、本実施形態では、島部8の先端(上端)にもシート面が形成され、島部8が圧側のシート部7のサポートとして機能する。
図3は、ピストン2の底面図を示す。図3では、伸側のシート部6のシート面に斜線を示している。つまり、図3に示す斜線は、切断面を示すものではない。また、図2は、ピストン2の図3中X-X線断面を示す。
図3に示すように、本実施形態において、伸側のシート部6における第二シート6bは、環状で、第一シート6aの外周側に第一シート6aと環状の隙間をあけて配置される。第一シート6aと第二シート6bとの間に、環状の窓60が形成される。
また、本実施形態では、伸側のポート2cがピストン2の周方向に並べて四つ形成されており、全ての伸側のポート2cが窓60内に開口する。このように、伸側のシート部6の第二シート6bは、全ての伸側のポート2cの開口を全体的に取り囲むように配置される。
また、図3中斜線で示すように、伸側のシート部6における第一シート6aと第二シート6bのシート面はそれぞれ環状である。そして、図2に示すように、第一シート6aのシート面は、伸側のリーフバルブ4を挟んで間座40と対向しており、第一シート6aのシート面に伸側のリーフバルブ4の内周部が押し付けられる。第二シート6bのシート面の内径は、間座40の外径よりも大きく、第二シート6bのシート面に伸側のリーフバルブ4の外周部が離着座する。これにより、伸側のポート2cが伸側のリーフバルブ4によって開閉される。
また、図3に示すように、本実施形態では、圧側のポート2dが伸側のポート2cよりもピストン2の外周側に、周方向に並べて四つ形成される。全ての圧側のポート2dは、第二シート6bのシート面よりも外周側に開口する。このため、伸側のリーフバルブ4が圧側のポート2dを塞ぐことがなく、圧側のポート2dは、圧側室L2と常に連通する。
図4は、ピストン2の平面図を示す。図4では、圧側のシート部7と島部8のシート面にそれぞれ斜線を示している。つまり、図4に示す斜線は、切断面を示すものではない。また、図4中X-X線は、図3中X-X線に対応する線である。
図4に示すように、本実施形態において、第二シート7bは圧側のポート2dと同じ数だけ設けられ、第一シート7aの外周側に周方向に並べて形成されている。また、各第二シート7bは、末端が第一シート7aに連なり、ピストン2の外周へ向かうに従って互いに離間する一対の直線状の側部7c,7dと、これら側部7c,7dの先端をつなぐ円弧状の外周部7eと、を含む。
このように、各第二シート7bの両端に位置する一対の側部7c,7dの末端が第一シート7aに連結されており、第一シート7aと各第二シート7bの間に扇状の窓70が形成される。一つの窓70内に一つの圧側のポート2dが開口する。つまり、圧側のシート部7の第二シート7bは、四つの圧側のポート2dを個別に取り囲むように配置され、各圧側のポート2dを独立させる。
また、図4中斜線で示すように、圧側のシート部7における第一シート7aのシート面は環状で、第二シート7bのシート面は扇状である。そして、図2に示すように、第一シート7aのシート面は、圧側のリーフバルブ5を挟んで間座50と対向し、第一シート7aのシート面に圧側のリーフバルブ5の内周部が押し付けられる。第二シート7bにおける外周部7eのシート面の内径は、間座50の外径よりも大きく、第二シート7bのシート面に圧側のリーフバルブ5の外周部が離着座する。これにより、圧側のポート2dが圧側のリーフバルブ5によって開閉される。
また、図4に示すように、本実施形態では、伸側のポート2cと圧側のポート2dとがピストン2の周方向に交互に配置される。四つの伸側のポート2cは、それぞれ隣り合う第二シート7b,7bの間に開口する。このため、圧側のリーフバルブ5が伸側のポート2cを塞ぐことがなく、伸側のポート2cは、常に伸側室L1と連通する。
上記構成によれば、緩衝器Dが伸長する場合、ピストンロッド3がシリンダチューブ1から退出し、ピストン2がシリンダチューブ1内を上方へ移動して伸側室L1を圧縮する。これにより、伸側室L1の圧力が上昇し、当該圧力が伸側のポート2cを介して伸側のリーフバルブ4の外周部を下側へ撓ませる方向へ作用する。
伸側のリーフバルブ4の外周部が撓むと、その外周部と第二シート6bとの間に隙間ができ、伸側室L1の液体が伸側のポート2cを通って圧側室L2へと移動する。このような液体の流れに対して、伸側のリーフバルブ4により抵抗が付与される。このため、緩衝器Dの伸長時には、伸側のリーフバルブ4による抵抗に起因する伸側の減衰力が発生する。
反対に、緩衝器Dが収縮する場合、ピストンロッド3がシリンダチューブ1内へ進入し、ピストン2がシリンダチューブ1内を下方へ移動して圧側室L2を圧縮する。これにより、圧側室L2の圧力が上昇し、当該圧力が圧側のポート2dを介して圧側のリーフバルブ5の外周部を上側へ撓ませる方向へ作用する。
圧側のリーフバルブ5の外周部が撓むと、その外周部と第二シート7bとの間に隙間ができ、圧側室L2の液体が圧側のポート2dを通って伸側室L1へと移動する。このような液体の流れに対して、圧側のリーフバルブ5により抵抗が付与される。このため、緩衝器Dの収縮時には、圧側のリーフバルブ5による抵抗に起因する圧側の減衰力が発生する。
ここで、本実施形態の理解を容易にするために、図7を参照して本実施形態の比較例について説明する。
比較例に係るバルブシート部材は、図7に示すように、一つのポート200の開口を環状の第一シート201と、その外周側に位置して両端が第一シート201に連結される扇状の第二シート202と、で取り囲む、いわゆる独立ポート型のものである。
バルブシート部材において、薄い環状板からなるリーフバルブを積層し、リーフバルブでポート200を開閉する場合、リーフバルブの内周部を間座によって第一シート201に押さえつけると共に、間座よりも外周側の撓みを許容する。このため、ポート200側の圧力が高まると、間座の外周縁を支点にリーフバルブの外周部が撓んで第二シート202から離れ、その隙間を液体が通過できるようになる。
このバルブシート部材では、ポート200を液体が通過する際、図7中矢印で示すように、ポート200の開口からリーフバルブ側へ噴き上げる液体が放射状に広がり、第一シート201側へ向かう流れが生じる。このため、液中に浮遊するコンタミナントがあると、コンタミナントが第一シート201側へ向かう液体の流れに乗って、リーフバルブの撓み支点近くに挟み込まれるおそれがある。
より具体的には、第一シート201においてリーフバルブが着座する面をシート面とすると、そのシート面は環状であり、一般的に、シート面の外径と間座の外径が略同じである。このため、比較例に係るバルブシート部材では、第一シート201のシート面の外周縁201a付近がリーフバルブの撓み支点と対向し、撓み支点付近にある第一シート201からの第二シート202の分岐部a,bとリーフバルブとの間にコンタミナントが挟み込まれるおそれがある。
このような撓み支点近くに挟み込まれたコンタミナントは、リーフバルブの撓み量が大きくならないと外れず、第一シート201側へ向かう液体の流れによって第一シート201側へさらに押し込まれることもある。このため、コンタミナントが撓み支点付近に一旦挟み込まれると極めて外れ難い。そして、このようにコンタミナントが挟み込まれた状態では、リーフバルブの外周部が常に第二シート202から浮いて隙間が生じる。その結果、隙間を流れる液体によってリーフバルブの外周部が振動して異音を生じるおそれがある。
これに対し、本実施形態では、図4に示すように、ピストン2は、圧側のシート部7における第一シート7aと各第二シート7bとの間に配置される島部8を有する。図5に示すように、各島部8は、第一シート7aと隙間をあけて配置され、第一シート7aと島部8との間に空隙80が形成される。また、島部8の先端には凹部8aが形成され、島部8が凹部8aを境に第一シート7aの周方向に並ぶ二つの小島8b,8cに等分される。凹部8aによって、圧側のポート2dと空隙80とを連通する通路9が形成される。
このため、図6に示すように、緩衝器Dの収縮時に圧側のポート2dの開口から圧側のリーフバルブ5側へ噴き上げる液体のうち、第一シート7a側へ向かう液体は、二つの小島8b,8cを迂回するように流れる。そして、その液体の一部が通路9を通過して第一シート7aにぶつかると二股に分かれ、第二シート7bの両側部7c,7d末端付近から第一シート7aから離れる方向の流れが生じる。よって、液中に浮遊するコンタミナントがあったとしても、コンタミナントがピストン2の外周側へ排出される。
これにより、図2に示すように、第一シート7aのシート面の外径と間座50の外径が略同じであって、第一シート7aのシート面の外周縁付近が圧側のリーフバルブ5と撓み支点と対向する場合であっても、撓み支点付近にある第二シート7bの第一シート7aからの分岐部a,b(図6)と圧側のリーフバルブ5との間にコンタミナントが挟み込まれ難くなる。
さらに、島部8の先端(シート面)が間座50の外周縁よりもピストン2の外周側に位置し、軸方向視において間座50と島部8の先端がピストン2の径方向に隙間をあけて配置される。島部8の先端が圧側のリーフバルブ5の撓み支点から離れた位置にあるため、島部8を設けたとしても、圧側のリーフバルブ5が撓んだ際には、圧側のリーフバルブ5と島部8との間に十分な隙間ができる。このため、島部8と圧側のリーフバルブ5との間にもコンタミナントが挟み込まれない。
また、本実施形態では、軸方向視において島部8が窓70の中央部にあり、島部8の中央をピストン2の径方向に通路9が貫通する。当該構成によれば、通路9のピストン2の内周側を向く開口が、第一シート7aの外周であって、第二シート7bの両端(一対の側部7c,7dの末端)が連結される連結部分a,bの周方向中央部に対向する。
このため、圧側のポート2dから通路9を通って第一シート7aへ向かう液体が第一シート7aにぶつかり、空隙80で一方の側部7c側と他方の側部7d側に分かれて第一シート7aから離れる方向へ向かう際、その流量が片方の側部側に偏らない。よって、第一シート7aからの分岐する一方の側部7cの連結部(分岐部)a及び他方の側部7dの連結部(分岐部)bの両方と圧側のリーフバルブ5との間でコンタミナントが挟み込まれ難くなる。
以下、本実施形態に係るバルブシート部材であるピストン2、ピストン2を含む減衰バルブ(バルブ)V、及び減衰バルブVを備えた緩衝器Dの作用効果について説明する。
本実施形態では、ピストン(バルブシート部材)2は、圧側のポート(ポート)2dの開口と離間して配置される第一シート7aと、両端が第一シート7aに連結されて圧側のポート2dの開口を取り囲む第二シート7bと、第一シート7aと第二シート7bとで囲まれる領域内であって圧側のポート2dの開口よりも第一シート7a側に、第一シート7aと空隙80をあけて配置される島部8と、この島部8を通って圧側のポート2dと空隙80とを連通する通路9と、を備える。
上記構成によれば、ピストン2に積層される圧側のリーフバルブ5で圧側のポート2dを開閉する場合、ポート2dを液体が通過する際に、ポート2dの開口から圧側のリーフバルブ5側へ噴き上げる液体の一部が通路9を通過する。通路9を通過する液体は、第一シート7aにぶつかり、空隙80で二股に分かれて第一シート7aから離れる方向の流れが生じる。
このため、液中に浮遊するコンタミナントがあったとしても、第一シート7aから離れる方向の流れによって、コンタミナントを外周側へ排出できる。よって、圧側のリーフバルブ5の撓み支点近くにコンタミナントが挟み込まれるのを防いで異音の発生を防止できる。
また、本実施形態では、ポート2dが開口する端面70aを基準とした圧側のシート部7における第一シート7aの高さと第二シート7bの高さとは、互いに同じである。また、端面70aからの島部8の高さは、第一シート7a及び第二シート7bの高さと同じである。言い換えれば、島部8の先端は、ピストン2の軸方向における位置が、第一シート7aの先端及び第二シート7bの先端を含む仮想平面(本実施形態では、ピストン2の中心軸に垂直な平面であり、リーフバルブ5の下端面に相当)上に位置するように構成される。このため、島部8が圧側のリーフバルブ5を圧側のシート部7の内側で支えるサポートとして機能でき、背圧で下側へ撓もうとする圧側のリーフバルブ5を島部8で支えて、圧側のリーフバルブ5の耐久性を向上できる。なお、端面70aからの島部8、第一シート7a、及び第二シート7bの高さとは、端面70aに垂直方向(ピストン2の軸方向)における端面70aと島部8、第一シート7a、及び第二シート7bの先端との長さである。
また、島部8が第一シート7a及び第二シート7bよりも若干低くなるように構成してもよい。この場合であっても、上記効果を得ることができる。さらには、圧側のリーフバルブ5を第一シート7a及び第二シート7bに確実に着座させる上では、島部8の高さが第一シート7aと第二シート7bの高さ以下であればよく、島部8がサポートとして機能しなくてもよい。つまり、島部8の先端は、ピストン2の軸方向における位置が、第一シート7aの先端及び第二シート7bの先端を含む平面上、又は、当該平面よりも端面70a側(図2中下側)に位置するように構成されていればよい。さらに言えば、島部8は、端面70aから第一シート7a及び第二シート7bを超えてピストン2の軸方向の上側に突出しないように構成されていればよい。このような構成によれば、ピストン2にリーフバルブ5を積層した際に、リーフバルブ5を第一シート7a及び第二シート7bに確実に着座させることができる。
また、本実施形態では、島部8の先端に形成された凹部8aによって、圧側のポート2dと空隙80とを連通する通路9が形成される。このため、島部8が小さくても通路9を容易に形成できる。さらに、島部8がサポートとして機能する場合には、島部8と圧側のリーフバルブ5の接触面積を小さくできるため、圧側のリーフバルブ5が島部8に当接する際に生じる異音を低減できる。
また、本実施形態では、通路9の空隙80側の開口(空隙80に対する通路9の開口)が第一シート7aにおける第二シート7bの一対の側部7c,7dの末端(両端)が連結される連結部分の中央である中央部に対向している。
このため、通路9を通過した液体が空隙80で第二シート7bの両端の連結部へ向けて二股に分かれて第一シート7aから離れる方向へ向かう際、液体を各連結部へ均等に分配できる。よって、第二シート7bにおいて第一シート7aから分岐する一方の側部7cの分岐部a及び他方の側部7dの分岐部bと、圧側のリーフバルブ5との間でのコンタミナントの挟み込みをそれぞれ抑制できる。
また、本実施形態では、圧側のポート(ポート)2dの開口に臨む島部8の側面と、側面に連なる圧側のポート2dの内壁とが、面一となるように形成される(図2)。なお、面一とは、隣り合う面の間に段差がない状態をいう。つまり、島部8の側面と圧側ポート2dの内壁とは、段差なく滑らかに接続されるように形成される。このような構成によれば、金型を用いてピストン2を成形する場合に、島部8の側面と、これに連なる圧側のポート2dの内壁との境界部分に段差のない金型を利用できる。このため、金型を用いてピストン2を成形しやすく、成形精度の高いピストン2を作れる。
島部8及び通路9の構成は、第一シート7aから離れる方向の液体の流れを作れる限り、適宜変更できる。例えば、島部8にピストン2の径方向へ貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔により通路9を形成してもよい。また、圧側のポート2dと一体となってピストン2を軸方向へ貫通する貫通部により通路9を形成してもよい。また、通路9の開口は、上記した位置からずれていてもよく、通路9の流路面積が空隙80へ向かうに従って大きく、又は小さくなっていてもよい。さらには、例えば、一つの島部8に複数の凹部8aを形成し、その島部8を三以上の小島に分割するなどして一つの島部8につき二本以上の通路9を形成してもよい。そして、これらの変更は、島部8の高さによらず可能である。
また、本実施形態のピストン(バルブシート部材)2は、ピストン2に積層される一枚以上の圧側のリーフバルブ(リーフバルブ)5と、圧側のリーフバルブ5の反ピストン側に積層される環状の間座50とともに減衰バルブVを構成する。そして、間座50の外径が第一シート7aのシート面の外径と略同じである。
上記構成によれば、圧側のリーフバルブ5の撓み支点から離れた位置に島部8の先端(シート面)を配置できる。よって、圧側のリーフバルブ5が撓んだ際には、圧側のリーフバルブ5と島部8との間に十分な隙間ができる。このため、島部8と圧側のリーフバルブ5との間にコンタミナントが挟み込まれるのを防止できる。そして、このような効果を確実に得る上では、間座50の外径を第一シート7aのシート面の外径以下にするのが好ましいが、間座50の外径が第一シート7aのシート面の外径よりも多少大きくてもよい。
また、本実施形態のピストン(バルブシート部材)2では、圧側のリーフバルブ5が着座する圧側のシート部7で圧側のポート2dを独立ポート型としており、圧側のシート部7部分にのみ本発明が具現化されている。しかし、伸側のシート部6で伸側のポート2cを独立ポート型にして、伸側のシート部6部分に本発明を具現化してもよいのは勿論である。さらには、伸側及び圧側のポート2c,2dの数を適宜変更できるのは勿論、各ポート2c,2dの様式に応じてその配置も変更できる。
また、本実施形態のピストン(バルブシート部材)2を含む減衰バルブVは、シリンダチューブ1と、シリンダチューブ1内に軸方向へ移動可能に挿入されるピストンロッド3とともに緩衝器Dを構成する。減衰バルブVは、シリンダチューブ1とピストンロッド3が軸方向へ相対移動する際に生じる液体の流れに対して抵抗を与える。このため、緩衝器Dが伸縮してシリンダチューブ1とピストンロッド3が軸方向へ相対移動するときに減衰バルブVの抵抗に起因する減衰力が発揮される。
さらに、本実施形態のピストン(バルブシート部材)2を含む減衰バルブVは、ピストンロッド3に取り付けられる。しかしながら、シリンダチューブ1に出入りするロッドは、必ずしもピストンが取り付けられたピストンロッドでなくてもよく、減衰バルブを設ける位置もピストン部に限られない。例えば、前述のように緩衝器がリザーバ室を備え、リザーバ室でシリンダチューブに出入りするピストンロッドの体積補償をする場合には、シリンダチューブ内とリザーバ室とを連通する通路の途中に減衰バルブを設けてもよい。
また、本実施形態のピストン(バルブシート部材)2を含むバルブは、必ずしも、減衰力発生用に利用されていなくてもよい。具体的には、本発明に係るバルブシート部材に積層されるリーフバルブがチェックバルブとして機能して、バルブシート部材、リーフバルブ、及び間座を有して構成されるバルブが液体の流れる方向を制御するバルブとして利用されていてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
本願は2018年3月30日に日本国特許庁に出願された特願2018-066714に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (8)
- バルブシート部材であって、
一端部に開口するポートが形成される本体部と、
前記本体部の前記一端部から突出し前記ポートの開口と離間して配置される第一シートと、
前記本体部の前記一端部から突出し両端が前記第一シートに連結されて前記ポートの前記開口を取り囲む第二シートと、
前記第一シートと前記第二シートとで囲まれる領域内であって前記ポートの前記開口よりも前記第一シート側に、前記第一シートと空隙をあけて配置される島部と、
前記島部に形成され前記ポートと前記空隙とを連通する通路と、を備えるバルブシート部材。 - 請求項1に記載のバルブシート部材であって、
前記ポートが開口する端面から突出する前記島部の先端は、前記端面から突出する前記第一シートの先端及び前記第二シートの先端を含む平面上、又は、当該平面よりも前記端面側に位置するバルブシート部材。 - 請求項2に記載のバルブシート部材であって、
前記ポートが開口する前記端面からの前記島部の高さは、前記端面からの前記第一シートの高さ以下、かつ、前記端面からの前記第二シートの高さ以下であるバルブシート部材。 - 請求項1に記載のバルブシート部材であって、
前記通路は、前記本体部の前記一端部から突出する前記島部の先端に形成された凹部により形成されるバルブシート部材。 - 請求項1に記載のバルブシート部材であって、
前記空隙に対する前記通路の開口は、前記第一シートにおいて前記第二シートの両端が連結される連結部分の中央部に対向するバルブシート部材。 - 請求項1に記載のバルブシート部材であって、
前記ポートの開口に臨む前記島部の側面と、前記側面に連なる前記ポートの内壁と、が面一であるバルブシート部材。 - バルブであって、
請求項1に記載のバルブシート部材と、
前記バルブシート部材に積層されて、前記第一シート及び前記第二シートに重なる少なくとも一つのリーフバルブと、
前記リーフバルブの反バルブシート部材側に積層される環状の間座と、を備え、
前記第一シートは、環状であって、前記リーフバルブが着座する環状のシート面を含み、
前記間座の外径は、前記シート面の外径以下であるバルブ。 - 緩衝器であって、
シリンダチューブと、
前記シリンダチューブ内に軸方向へ移動可能に挿入されるロッドと、
請求項7に記載のバルブと、を備え、
前記バルブは、前記シリンダチューブと前記ロッドが軸方向へ相対移動する際に生じる液体の流れに対して抵抗を与える緩衝器。
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