WO2023033143A1 - 流体制御弁 - Google Patents

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WO2023033143A1
WO2023033143A1 PCT/JP2022/033101 JP2022033101W WO2023033143A1 WO 2023033143 A1 WO2023033143 A1 WO 2023033143A1 JP 2022033101 W JP2022033101 W JP 2022033101W WO 2023033143 A1 WO2023033143 A1 WO 2023033143A1
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WO
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valve
seal portion
diameter side
fluid control
valve seat
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Application number
PCT/JP2022/033101
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English (en)
French (fr)
Inventor
英樹 東堂園
卓也 工藤
Original Assignee
イーグル工業株式会社
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36Valve members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/42Valve seats

Definitions

  • the present invention relates to a valve that controls working fluid, and for example, to a fluid control valve that has a relief function capable of releasing working fluid.
  • Valves which are used to control working fluid in various industrial fields, have a valve body that moves in and out of contact with the valve seat, and the flow rate and pressure of the working fluid can be controlled by adjusting the valve opening. It is possible.
  • Such a fluid control valve detects the fluid pressure on the secondary side, adjusts the valve opening, restricts the amount of fluid introduced from the primary side, and controls the flow rate, pressure, etc. of the working fluid on the primary side.
  • a pressure reducing valve for example, a pressure reducing valve
  • a valve that controls the flow rate and pressure of the working fluid by detecting the fluid pressure of the working fluid and releasing the working fluid to the outside when the fluid pressure exceeds a predetermined level, which has a so-called relief function. It is roughly divided into valves.
  • a shock absorber which is an example of a device that uses a fluid control valve with a relief function, has a fluid control valve that is fluidly connected to a piston chamber and a reservoir chamber in the shock absorber.
  • a piston is arranged in the piston chamber.
  • the fluid control valve separates and contacts the valve seat according to the fluid pressure in the piston chamber, which changes according to the movement of the piston. Using this, the shock absorber can control the damping force.
  • Patent Document 1 and the like are cited as an example of a fluid control valve having a relief function used in a shock absorber.
  • the fluid control valve shown here comprises a valve housing, a valve body, a valve seat and a biasing means.
  • the valve housing has an inlet passage communicating with the piston chamber in the shock absorber and an exhaust passage communicating with the reservoir chamber. That is, in the fluid control valve, the valve body and valve seat are provided between the inflow path and the discharge path. Further, the valve body is urged in the valve closing direction by the urging force of the urging means, so that the valve closed state can be maintained.
  • the valve body moves away from the valve seat against the biasing force of the biasing means in the fluid control valve. The fluid control valve thereby causes the working fluid to be released from the discharge passage.
  • the valve seat member in which the valve seat is formed is provided with an annular concave portion.
  • the valve seat member is provided with an outer diameter side valve seat on the outer diameter side of the annular recess and an inner diameter side valve seat on the inner diameter side of the annular recess.
  • the valve body is provided with an annular recess at a position facing the annular recess of the valve seat member. The outer diameter side portion of the annular concave portion of the valve body closes the flow path communicating between the inflow path and the discharge path by being seated on the outer diameter side valve seat.
  • the inner diameter side portion of the valve body is very close to the inner diameter side valve seat, and a minute gap is formed between the inner diameter side valve seat and the inner diameter side portion. That is, in the fluid control valve, an annular space is formed by the annular concave portion of the valve body and the annular concave portion of the valve seat member.
  • the working fluid that has flowed into the space from the inflow passage is particularly at the initial stage of valve opening when the valve element starts to open from the closed state of the fluid control valve, or at the final stage of valve closing immediately before the valve element is seated on the valve seat.
  • the pressure is continuously reduced to create an intermediate pressure.
  • the fluid pressure in the inflow passage and the fluid pressure in the space act in the valve opening direction of the valve body. In this way, it is possible to smoothly change the fluid control characteristics at the initial stage of opening the valve or the final stage of closing the valve when the degree of opening of the valve is small.
  • the present invention has been made with attention paid to such problems, and an object of the present invention is to provide a fluid control valve capable of stabilizing fluid control characteristics.
  • the fluid control valve of the present invention includes: a valve housing having an inflow passage and an outflow passage; a valve seat member arranged between the inflow passage and the outflow passage; A fluid control valve comprising a valve body forming an outer seal portion, A convex portion protrudes into a space formed between the inner seal portion and the outer seal portion. According to this, since the space is formed between the inner seal portion and the outer seal portion, it is possible to smoothly change the fluid control characteristics at the initial stage of valve opening or the final stage of valve closing when the valve opening degree is small. Further, in a state where the valve opening is large, the formation of turbulent flow in the space can be suppressed by the protrusion projecting into the space, so that the valve opening can be stabilized and the fluid control characteristics can be stabilized.
  • the convex portion may be separated from the facing member when the valve is closed. According to this, the fluid can pass between the valve body or the valve seat member, which is the member facing the convex portion, at the initial stage of opening the valve or the final stage of closing the valve when the valve opening degree is small. In addition, even when the valve opening is large, the flow rate of the fluid passing between the convex portion and the facing member is easily ensured.
  • the convex portion may be provided on both the valve body and the valve seat member. According to this, it is possible to inhibit the formation of a vortex by the fluid in the space.
  • the convex portions may face each other. According to this, since the space is divided into the inside and the outside with the protrusion interposed therebetween, it is easy to adjust the fluid control characteristics step by step.
  • the convex portion may be formed in an annular shape. According to this, the flow rate of the fluid passing between the convex portion and the facing member can be made uniform, so that the fluid control characteristics can be further stabilized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a fluid control valve of Example 1 according to the present invention
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the outer seal portion is closed and the inner seal portion is substantially closed in the fluid control valve of Embodiment 1
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the state of the fluid control valve of Example 1 at the initial stage of valve opening or final stage of valve closing when the leaf spring is compressed to open the outer seal portion and the inner seal portion
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the coil spring and the leaf spring are compressed to fully open the outer seal portion and the inner seal portion in the fluid control valve of the first embodiment
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the coil spring and the leaf spring are compressed to fully open the outer seal portion and the inner seal portion in the fluid control valve of the second embodiment according to the present invention
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the coil spring and the plate spring are compressed to fully open the outer seal portion and the inner seal portion in the fluid control valve of Example 3 according to the present invention
  • FIG. 1 A fluid control valve according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. a fluid control valve used for a shock absorber will be described as an example, but it can also be applied to other uses.
  • the top and bottom of the fluid control valve will be described as viewed from the front in FIG.
  • the lower side of the paper where the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 are arranged is the lower side of the fluid control valve
  • the upper side of the paper where the solenoid 80 as the drive source is arranged is the upper side of the fluid control valve.
  • the outer seal portion 60 is a main valve of the fluid control valve V1
  • the inner seal portion 70 is a sub-valve that assists the sealing function of the main valve.
  • the fluid control valve V1 of the present invention is fluidly connected to the absorber piston chamber P and the reservoir chamber R of the shock absorber A.
  • the fluid control valve V1 opens the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 to allow the working fluid to flow from the discharge passage 12 to the reservoir chamber R. let it flow. Thereby, the fluid control valve V1 controls the flow rate of the working fluid flowing from the absorber piston chamber P toward the reservoir chamber R.
  • the fluid control characteristics of the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 are adjusted by the pilot valve 50.
  • the fluid control valve V1 controls the damping force of the shock absorber A.
  • the fluid control valve V1 is mainly composed of a valve housing 10, a pilot valve 50, an outer seal portion 60, an inner seal portion 70, and a solenoid 80.
  • An annular space H which will be described later, is formed between the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 in the fluid control valve V1.
  • the pilot valve 50 is arranged at the upper end within the valve housing 10 . Further, the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 are arranged below the pilot valve 50 within the valve housing 10 .
  • the pilot valve 50 is composed of a pilot valve body 51 and a pilot valve seat 40a.
  • the pilot valve 50 is opened and closed by bringing the lower end portion 51a of the pilot valve body 51 into and out of contact with the pilot valve seat 40a.
  • the outer seal portion 60 is composed of a main valve body 61 as a valve body and an outer diameter side valve seat 45a.
  • the outer seal portion 60 is opened and closed by bringing the outer diameter side lower end portion 61a of the main valve body 61 into and out of contact with the outer diameter side valve seat 45a.
  • the inner seal portion 70 is composed of the main valve body 61 and the inner diameter side valve seat 45b.
  • the inner seal portion 70 opens and closes when the inner diameter side lower end portion 61b of the main valve body 61 contacts and separates from the inner diameter side valve seat 45b.
  • the outer seal portion 60 blocks the space between the outer diameter side lower end portion 61a of the main valve body 61 and the outer diameter side valve seat 45a in the valve closed state.
  • the inner seal portion 70 When the inner seal portion 70 is closed, a minute gap is formed between the inner diameter side lower end portion 61b of the main valve body 61 and the inner diameter side valve seat 45b. That is, the inner seal portion 70 functions as an orifice.
  • the space H formed between the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 is filled with working fluid from the inflow passage 11 through the inner seal portion 70 even when the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 are closed. flows in, and the state in which the space H is filled with the working fluid is easily maintained.
  • a solenoid 80 is connected to the valve housing 10 and applies a driving force to the pilot valve body 51 .
  • the solenoid 80 is mainly composed of a casing 81, a center post 82, a rod 83, a movable iron core 84, a coil spring 85, a coil 86, a sleeve 87 and a bearing 88. It is configured.
  • the casing 81 has a stepped cylindrical body portion 81a into which the center post 82 is fitted and fixed from below in the axial direction.
  • the casing 81 is formed with an opening 81b that is continuous with the lower end of the main body 81a and opens downward.
  • the center post 82 is formed in a stepped cylindrical shape from a rigid body made of a magnetic material such as iron or silicon steel.
  • the center post 82 has a cylindrical body portion 82a extending in the axial direction.
  • center post 82 is formed with an opening 82b that is continuous with the lower end of the main body portion 82a and opens downward from the center post 82. As shown in FIG.
  • the rod 83 is cylindrically formed.
  • the rod 83 is inserted through the center post 82 and arranged to reciprocate in the axial direction.
  • the rod 83 is inserted into and fixed to the movable iron core 84 . Accordingly, when the solenoid 80 is energized, the rod 83 is moved following the movable iron core 84 that moves in the valve closing direction. Accordingly, the rod 83 moves the pilot valve body 51 in the valve closing direction, that is, downward in the axial direction.
  • the rod 83 has an upper end inserted through the bearing 88 and a lower end inserted through a guide portion 82 c formed on the inner peripheral surface of the center post 82 .
  • the axial movement of the rod 83 is guided by the bearing 88 and the guide portion 82c. Therefore, the rod 83 is less likely to tilt in the radial direction when moving in the axial direction.
  • the coil spring 85 is arranged between the pilot valve seat member 40 and the pilot valve body 51 .
  • the coil spring 85 biases the pilot valve body 51 upward in the valve opening direction of the pilot valve 50, that is, in the axial direction.
  • a coil 86 is an excitation coil wound around the outside of the center post 82 via a bobbin.
  • the sleeve 87 is formed in a cylindrical shape with a bottom.
  • a bearing 88 that guides the movement of the rod 83 is fitted and fixed to the sleeve 87 .
  • valve housing 10 side Elements on the valve housing 10 side are the valve housing 10 , the pilot valve 50 , the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 .
  • valve housing 10 is formed in a cylindrical shape with an inner step made of metal material or resin material.
  • the valve housing 10 is formed with a cylindrical portion 10a, a small-diameter bottomed cylindrical portion 10b, a medium-diameter bottomed cylindrical portion 10c, and a large-diameter bottomed cylindrical portion 10d in order from the top in the axial direction.
  • a pilot valve body 51 is inserted into the cylindrical portion 10a from above in the axial direction.
  • the pilot valve body 51 is formed in a T-shape in cross section having a cylindrical portion 51b and a flange portion 51c.
  • the cylindrical portion 51b has a cylindrical shape extending in the axial direction. A lower end portion 51a of the cylindrical portion 51b is seated on the pilot valve seat 40a.
  • the lower end surface of the rod 83 is in contact with the upper end portion of the cylindrical portion 51b.
  • the pilot valve body 51 that receives the biasing force of the coil spring 85 is pressed against the rod 83 .
  • the flange portion 51c is disk-shaped and extends radially outward from the upper end portion of the cylindrical portion 51b.
  • a communication passage 51d is formed through the flange portion 51c in the axial direction.
  • the communication passage 51d communicates the cylindrical portion 10a of the valve housing 10 with the opening 82b of the center post 82. As shown in FIG.
  • the outer peripheral surface of the flange portion 51c is formed so as to be movable while being in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 10a of the valve housing 10. As a result, the cylindrical portion 10a can guide the movement of the pilot valve body 51. As shown in FIG.
  • the small-diameter bottomed cylindrical portion 10b is continuous with the cylindrical portion 10a, and is recessed upward in the axial direction with a larger diameter inside than the cylindrical portion 10a.
  • a pilot valve seat member 40 press-fitted from below in the axial direction is integrally fixed to the small-diameter bottomed cylindrical portion 10b in a substantially sealed state.
  • the pilot valve seat member 40 is made of a metal material or a resin material and is formed in a circular plate shape having a communicating passage 40b passing therethrough in the axial direction.
  • annular projection 40c that protrudes axially upward is formed at the center of the upper end of the pilot valve seat member 40 .
  • the upper end of the annular projection 40c is the pilot valve seat 40a.
  • the medium-diameter bottomed cylindrical portion 10c is continuous with the small-diameter bottomed cylindrical portion 10b, and is recessed upward in the axial direction with an inner diameter larger than the small-diameter bottomed cylindrical portion 10b.
  • a main valve body 61 and a coil spring 64 are inserted from below in the axial direction into the medium-diameter bottomed cylindrical portion 10c.
  • An upper end portion of a main valve seat member 45 as a valve seat member press-fitted from below in the axial direction is integrally fixed to the medium-diameter bottomed cylindrical portion 10c in a substantially sealed state.
  • a pilot control chamber S is formed in the space inside the small-diameter bottomed cylindrical portion 10b and the medium-diameter bottomed cylindrical portion 10c of the valve housing 10.
  • the pilot control chamber S is defined by a small-diameter bottomed cylindrical portion 10 b , an intermediate-diameter bottomed cylindrical portion 10 c , a pilot valve seat member 40 , a pilot valve body 51 and a main valve body 61 .
  • the main valve body 61 is composed of a guide member 62 formed in a substantially U-shaped cylindrical shape in cross section, and a seal member 63 . That is, the main valve body 61 is divided into two in the axial direction by the guide member 62 and the seal member 63 .
  • the guide member 62 has a cylindrical portion 62a extending in the axial direction, and a bottom portion 62b extending radially inwardly from the lower end of the cylindrical portion 62a. ing.
  • a coil spring 64 that biases the main valve body 61 in the valve closing direction is arranged between the bottom portion 62b of the guide member 62 and the pilot valve seat member 40 in a compressed state. Specifically, the lower end of the coil spring 64 is inserted inside the guide member 62 .
  • a leaf spring 65 is arranged between the guide member 62 and the seal member 63 to bias the seal member 63 in the valve closing direction.
  • the outer peripheral surface of the cylindrical portion 62a of the guide member 62 is formed so as to be movable while slidingly contacting the inner peripheral surface of the medium-diameter bottomed cylindrical portion 10c of the valve housing 10.
  • the medium-diameter bottomed cylindrical portion 10 c can guide the movement of the main valve body 61 .
  • the sealing member 63 includes an annular outer diameter side protrusion 63a that protrudes axially upward from the outer diameter side end, and an annular inner diameter side protrusion 63a that protrudes axially upward from the radial center portion.
  • a convex portion 63b is provided, and an annular concave portion 63c is formed between the outer diameter side convex portion 63a and the inner diameter side convex portion 63b.
  • the inner diameter side protrusion 63 b is inserted into the through hole 62 c of the guide member 62 .
  • a communicating passage 63d is formed through the seal member 63 in the radial direction.
  • the interior of the main valve body 61 communicates with the inflow passage 11 through the communication passage 63 d of the seal member 63 .
  • an outer diameter side lower end portion 61a of the main valve body 61 is formed on the outer diameter side
  • an inner diameter side lower end portion 61b of the main valve body 61 is formed on the inner diameter side.
  • the outer diameter side lower end portion 61a is seated on the outer diameter side valve seat 45a when the outer seal portion 60 is closed
  • the inner diameter side lower end portion 61b is close to the inner diameter side valve seat 45b when the inner seal portion 70 is closed. do.
  • the outer diameter side lower end portion 61a and the inner diameter side lower end portion 61b are formed of annular protrusions that protrude downward in the axial direction.
  • an annular protrusion 61c is formed that protrudes axially downward between the outer diameter side lower end 61a and the inner diameter side lower end 61b in the radial direction.
  • the lower end surface of the convex portion 61c is formed on substantially the same plane as the lower end surfaces of the outer diameter side lower end portion 61a and the inner diameter side lower end portion 61b. That is, the lower end surface of the convex portion 61c is formed so as not to protrude toward the main valve seat member 45 from the lower end surfaces of the outer diameter side lower end portion 61a and the inner diameter side lower end portion 61b.
  • the lower end surface of the convex portion 61c may be located above the lower end surfaces of the outer diameter side lower end portion 61a and the inner diameter side lower end portion 61b.
  • the convex portion 61c is formed to have a rectangular cross section.
  • annular recess 61d recessed axially upward between the outer diameter side lower end 61a and the projection 61c, and an axially extending recess between the inner diameter side lower end 61b and the projection 61c.
  • An annular recess 61e recessed upward is formed.
  • the annular recess 61e on the inner diameter side is formed to have a greater depth and recess amount than the annular recess 61d on the outer diameter side.
  • the leaf spring 65 has a stepped circular ring and plate shape in cross section, and has a spring constant lower than that of the coil spring 64 .
  • the plate spring 65 has an inner diameter plate portion 65 a that contacts the lower end surface of the bottom portion 62 b of the guide member 62 , and an outer diameter plate portion 65 b that contacts the upper end surface of the outer diameter side convex portion 63 a of the seal member 63 . is arranged in contact with the
  • the large-diameter bottomed cylindrical portion 10d is continuous with the medium-diameter bottomed cylindrical portion 10c, and is recessed upward in the axial direction by expanding the inner diameter of the medium-diameter bottomed cylindrical portion 10c.
  • a main valve seat member 45 press-fitted from below in the axial direction is integrally fixed to the large-diameter bottomed cylindrical portion 10d in a substantially sealed state.
  • the main valve seat member 45 is made of a metal material or a resin material and is formed in a cylindrical shape having an inflow passage 11 extending therethrough in the axial direction.
  • the main valve seat member 45 is press-fitted and fixed to the large-diameter bottomed cylindrical portion 10d from below in the axial direction through a gasket in a sealed state.
  • annular outer diameter side valve seat 45a is formed on the outer diameter side
  • annular inner diameter side valve seat 45b is formed on the inner diameter side
  • an annular protrusion 45c is formed between the outer diameter side valve seat 45a and the inner diameter side valve seat 45b in the radial direction.
  • the upper end surface of the convex portion 45c is formed so as not to protrude toward the main valve body 61 from the outer diameter side valve seat 45a and the inner diameter side valve seat 45b. That is, the upper end surface of the convex portion 45c is positioned below the outer diameter side valve seat 45a and the inner diameter side valve seat 45b.
  • the convex portion 45c is formed to have a rectangular cross section.
  • annular recess 45d recessed axially downward between the outer diameter side valve seat 45a and the protrusion 45c and between the inner diameter side valve seat 45b and the protrusion 45c
  • An annular recess 45e recessed downward in the axial direction is formed.
  • the annular recess 45e on the inner diameter side is formed to have a greater depth and depth than the annular recess 45d on the outer diameter side.
  • the fluid control valve V1 has an annular recess formed between the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 by the annular recesses 61d and 61e of the main valve body 61 and the annular recesses 45d and 45e of the main valve seat member 45.
  • a space H is formed.
  • a protrusion 61 c linearly protrudes axially downward from the main valve body 61
  • a protruding portion 45 c linearly protrudes axially upward from the main valve seat member 45 .
  • the convex portion 61c projecting linearly downward in the axial direction from the main valve body 61 and the convex portion 45c projecting linearly upward in the axial direction from the main valve seat member 45 are arranged in the axial direction.
  • the convex portion 61c and the convex portion 45c facing each other are separated from each other in the axial direction.
  • an annular space H1 is formed by the annular recess 61e and the annular recess 45e on the inner diameter side of the protrusions 61c and 45c.
  • an annular space H2 is formed by the annular recess 61d and the annular recess 45d on the outer diameter side of the projections 61c and 45c.
  • the space H1 is formed larger than the space H2.
  • a space H3, which is an annular gap is formed between the convex portion 61c and the convex portion 45c that are spaced apart in the axial direction.
  • the space H3 communicates the spaces H1 and H2.
  • the space H is divided into three by the projections, but the space H may be divided into four or more by increasing the number of projections.
  • a communication groove 10e having a downward L-shaped cross section is formed from the upper end to the side surface of the cylindrical portion 10a.
  • the lower end of the communication groove 10e is positioned below the opening 81b of the casing 81 and is open radially outward.
  • the communication groove 10 e constitutes the pilot side discharge passage 13 of the pilot valve 50 .
  • the pilot-side discharge passage 13 includes the cylindrical portion 10a, the small-diameter bottomed cylindrical portion 10b, the communication groove 10e, the annular projection 40c of the pilot valve seat member 40, the opening 81b of the casing 81, and the center post. 82 by an opening 82b.
  • valve housing 10 is formed with a discharge passage 12 that extends radially outward from the medium-diameter bottomed cylindrical portion 10c and communicates the inner side of the medium-diameter bottomed cylindrical portion 10c with the reservoir chamber R.
  • FIG. 1 mainly the opening and closing operations of the pilot valve 50, the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 1 mainly the opening and closing operations of the pilot valve 50, the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 1 mainly the opening and closing operations of the pilot valve 50, the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the fluid control valve V1 in the de-energized state will be described.
  • the pilot valve body 51 of the pilot valve 50 in the non-energized state, the pilot valve body 51 of the pilot valve 50 is pressed upward in the axial direction by the biasing force of the coil spring 85 .
  • the pilot valve body 51 is separated from the pilot valve seat 40a, and the pilot valve 50 is opened.
  • the pilot valve opening degree at this time is the maximum in this embodiment.
  • the working fluid passes through the communication passage 63d in the main valve body 61 and the pilot control chamber S, and flows through the pilot side discharge passage 13. flows into the reservoir chamber R from the Along with this, the working fluid may also flow into the reservoir chamber R from the discharge passage 12 depending on the pressure of the working fluid, as will be described below.
  • the cross-sectional area of the communication passage 63d in the main valve body 61 is formed to be narrow. Therefore, even if the pressure of the working fluid in the inflow passage 11 increases, the pressure of the working fluid in the pilot control chamber S is less likely to increase in response to the pressure of the working fluid in the inflow passage 11 . Therefore, a differential pressure is generated between the pressure of the working fluid in the inflow passage 11 and the pressure of the working fluid in the pilot control chamber S. As the differential pressure increases, the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 are more easily opened.
  • pressure Pin in the inflow path 11 the pressure of the working fluid in the pilot control chamber S is referred to as "pressure Ps in the pilot control chamber S”.
  • the reason why the differential pressure ⁇ P decreases is that the working fluid flows from the discharge passage 12 into the reservoir chamber R through the inner seal portion 70, the space H, and the outer seal portion 60, and the pressure Pin in the inflow passage 11 decreases.
  • the working fluid flows into the pilot control chamber S from the passage 63d, and the pressure Pin in the inflow passage 11 decreases. be.
  • the opening and closing operations of the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 will be described in more detail with specific examples.
  • the force of the coil spring 64 urging the guide member 62 downward is greater than the force of the leaf spring 65 urging the guide member 62 upward.
  • the inner diameter plate portion 65a of the plate spring 65 and the bottom surface of the annular concave portion 63c of the seal member 63 are spaced apart in the axial direction, which serves as a movement allowance for the seal member 63 in the axial direction.
  • the outer diameter side lower end portion 61a of the main valve body 61 formed at the lower end portion of the seal member 63 is slightly separated from the outer diameter side valve seat 45a, and the inner diameter side lower end portion 61b of the main valve body 61 is positioned at the inner diameter side. Further away from the valve seat 45b, the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 are opened. As a result, the working fluid flows from the discharge passage 12 into the reservoir chamber R through the inner seal portion 70, the space H, and the outer seal portion 60 (see solid line arrows in FIG. 3).
  • the space H3 which is an annular gap formed between the convex portion 61c and the convex portion 45c that are spaced apart in the axial direction, functions as a diaphragm.
  • the fluid pressure of the working fluid that is applied tends to be small.
  • the inner diameter side space H1 formed by the annular recess 61e and the annular recess 45e is larger than the outer diameter side space H2 formed by the annular recess 61d and the annular recess 45d, the working fluid passing through the space H The pressure tends to decrease step by step.
  • the outer diameter side lower end portion 61a of the main valve body 61 is largely separated from the outer diameter side valve seat 45a, and the inner diameter side lower end portion 61b of the main valve body 61 is largely separated from the inner diameter side valve seat 45b.
  • 60 and inner seal 70 are opened.
  • the working fluid flows into the reservoir chamber R from the discharge passage 12 through the inner seal portion 70, the space H, and the outer seal portion 60 (see solid line arrows in FIG. 4).
  • valve opening degrees of the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 are maximized when the pressure Pin in the inflow passage 11 is greater than or equal to the large P3 (Pin ⁇ P3).
  • the space H is divided into a space H1 on the inner diameter side and a space H2 on the outer diameter side across a space H3, which is an annular gap formed between the convex portion 61c and the convex portion 45c. and the space H2 can stabilize the flow of the working fluid.
  • the space H is an annular gap formed between the convex portion 61c and the convex portion 45c spaced apart in the axial direction. Since H3 becomes larger, the space H3 no longer functions as a diaphragm. As a result, the flow rate of the working fluid discharged from the inflow passage 11 to the discharge passage 12 through the inner seal portion 70 , the space H, and the outer seal portion 60 can be easily ensured.
  • the working fluid that becomes surplus in the pilot control chamber S flows into the reservoir chamber R from the pilot side discharge passage 13 .
  • the main valve When the working fluid flows from the discharge passage 12 into the reservoir chamber R through the inner seal portion 70, the space H, and the outer seal portion 60, and the pressure Pin in the inflow passage 11 becomes less than the small P1 (Pin ⁇ P1), the main valve
  • the outer diameter side lower end portion 61a of the body 61 is seated on the outer diameter side valve seat 45a, the inner diameter side lower end portion 61b of the main valve body 61 is closest to the inner diameter side valve seat 45b, the outer seal portion 60 is closed, and
  • the inner seal portion 70 is substantially closed.
  • the rod 83 fixed to the movable iron core 84 moves downward in the axial direction together with the pilot valve body 51 .
  • the pilot valve 50 is closed when the pilot valve opening degree is reduced and a current exceeding a predetermined level is applied.
  • the working fluid in the inflow passage 11 flows from the pilot side discharge passage 13 as the shock absorber A operates, as in the non-energized state. It flows into the reservoir chamber R. Further, as described above, the working fluid also flows into the reservoir chamber R from the discharge passage 12 depending on the pressure Pin in the inflow passage 11 .
  • the damping force of the shock absorber A is minimum. That is, the damping force is controlled to be the smallest when the fluid control valve V1 is in the non-energized state.
  • the smaller the opening degree of the pilot valve 50 the smaller the differential pressure ⁇ P in a short time. That is, the opening time of the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 is shortened as the pilot valve opening degree of the pilot valve 50 becomes smaller.
  • the fluid control characteristics of the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 are controlled according to the pilot valve opening degree of the pilot valve 50 .
  • the fluid control valve V1 can variably control the damping force of the shock absorber A.
  • the fluid control valve V1 when the pilot valve 50 is closed in the energized state, the fluid control valve V1 is in a state in which the working fluid is most difficult to pass through the pilot valve 50, and the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 are open. It is in a state where it is difficult to Therefore, the fluid control valve V1 can maximize the damping force in the shock absorber A.
  • the current value energized to the coil 86 constituting the solenoid 80 is set based on input parameters such as vehicle speed, vehicle acceleration/deceleration, steering angle, road surface condition, and sprung load.
  • pilot valve 50 in the open state may be closed by setting a current value greater than or equal to a predetermined value.
  • the space H is formed between the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70, so that the initial valve opening or the closed valve when the valve opening degree is small is controlled.
  • the pressure of the working fluid discharged from the inflow passage 11 to the discharge passage 12 through the inner seal portion 70, the space H, and the outer seal portion 60 can be reduced to smoothly change the fluid control characteristics. can.
  • FIG. 4 when the valve opening degree of the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 is large, the formation of turbulent flow in the space H is prevented by the convex portion 61 c and the convex portion 45 c projecting into the space H.
  • FIG. 5 is a diagram showing the results of measuring the fluid control characteristics of the conventional fluid control valve and the fluid control valve V1 of the present embodiment under the same conditions such as the current value.
  • the convex portion 61c and the convex portion 45c are separated from the opposed members, that is, the main valve body 61 and the main valve seat member 45.
  • the space H3 which is the gap between the convex portion 61c and the convex portion 45c facing each other, is actuated at the initial stage of valve opening or the final stage of valve closing when the valve opening degree of the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 is small. Fluid can pass through. Further, even when the valve opening degrees of the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 are large, the flow rate of the working fluid passing through the space H3 is easily ensured.
  • the convex portion 61c and the convex portion 45c are provided on both the main valve body 61 and the main valve seat member 45, it is possible to prevent the working fluid from forming a vortex in the space H.
  • the space H is divided into an inner space H1 and an outer space H2 with the convex portion 61c and the convex portion 45c interposed therebetween. It is easy to adjust the characteristics step by step.
  • the convex portion 61c and the convex portion 45c are formed in an annular shape, the flow rate of the working fluid passing through the space H3, which is the gap between the convex portion 61c and the convex portion 45c facing each other, is made uniform. Therefore, the fluid control characteristics can be stabilized.
  • the spaces H1 and H2 are annularly formed by the annular recesses 61d and 61e of the main valve body 61 and the annular recesses 45d and 45e of the main valve seat member 45. can be made uniform, the fluid control characteristics can be further stabilized.
  • the lower end face of the convex portion 61c of the main valve body 61 is arranged axially closer to the seal portions of the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 than the convex portion 45c of the main valve seat member 45 facing it.
  • the outer diameter side lower end portion 61a of the main valve body 261 is provided on the outer diameter side at the lower end portion of the seal member 263 that constitutes the main valve body 261.
  • the inner diameter side lower end portion 61b of the main valve body 261 is formed on the inner diameter side.
  • annular protrusion 261c is formed between the outer diameter side lower end portion 61a and the inner diameter side lower end portion 61b to protrude downward in the axial direction.
  • the lower end surface of the projection 261c is formed so as not to protrude toward the main valve seat member 245 from the lower end surfaces of the outer diameter side lower end portion 61a and the inner diameter side lower end portion 61b. That is, the lower end surface of the convex portion 261c is located above the lower end surfaces of the outer diameter side lower end portion 61a and the inner diameter side lower end portion 61b.
  • the upper end of the main valve seat member 245 is formed with an annular recess 245c between the outer diameter side valve seat 45a and the inner diameter side valve seat 45b.
  • the fluid control valve V2 has an annular space H formed between the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 by the annular recesses 61d and 61e of the main valve body 261 and the annular recess 245c of the main valve seat member 245. is formed. Further, in the space H, a convex portion 261c protrudes linearly downward from the main valve body 261 in the axial direction.
  • convex portion 261c projecting linearly downward in the axial direction from the main valve body 261 and the bottom surface of the annular concave portion 245c of the main valve seat member 245 face each other in the axial direction.
  • convex portion 261c is axially spaced apart from the bottom surface of annular concave portion 245c, which is a facing portion (not shown).
  • an annular space H21 is formed by the inner diameter portions of the annular recess 61e and the annular recess 245c on the inner diameter side of the protrusion 261c.
  • an annular space H22 is formed by the outer diameter portions of the annular recess 61d and the annular recess 245c on the outer diameter side of the protrusion 261c.
  • the space H21 is formed larger than the space H22.
  • a space H23 which is an annular gap, is formed between the convex portion 261c and the bottom surface of the annular concave portion 245c, which are spaced apart in the axial direction. The space H23 communicates the spaces H21 and H22.
  • the main valve seat member 245 can easily form the space H between the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 by forming only one annular concave portion 245c in the main valve body 261. be able to.
  • the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 are closed.
  • the lower end of the projection 261c may be configured to enter the annular recess.
  • the uneven configurations of the main valve body 261 and the main valve seat member 245 may be reversed.
  • the space H may be formed by forming only one annular concave portion in the main valve body and forming a convex portion or an annular concave portion in the main valve seat member.
  • the fluid control valve V3 of the third embodiment includes a main valve body 261 having a seal member 263 having substantially the same configuration as that of the second embodiment.
  • annular protrusion 345c is formed between the outer diameter side valve seat 45a and the inner diameter side valve seat 45b and protrudes axially upward.
  • annular recess 345d recessed axially downward between the outer diameter side valve seat 45a and the protrusion 345c and between the inner diameter side valve seat 45b and the protrusion 345c
  • An annular recess 345e recessed downward in the axial direction is formed.
  • the annular recesses 345d and 345e on the inner diameter side are formed to have the same depth.
  • the fluid control valve V3 has an annular recess formed between the outer seal portion 60 and the inner seal portion 70 by the annular recesses 61d and 61e of the main valve body 261 and the annular recesses 345d and 345e of the main valve seat member 245.
  • a space H is formed.
  • a projection 261 c linearly projects axially downward from the main valve body 261
  • a projection 345 c linearly projects axially upward from the main valve seat member 345 .
  • the convex portion 261c projecting linearly downward in the axial direction from the main valve body 261 and the bottom surface of the annular concave portion 345d on the outer diameter side of the convex portion 345c of the main valve seat member 345 extend axially.
  • the convex portion 261c is axially separated from the bottom surface of the annular concave portion 345d.
  • the projection 345c projecting linearly upward in the axial direction from the main valve seat member 345 and the bottom surface of the annular recess 61e of the main valve body 261 face each other in the axial direction.
  • the protrusion 345c is axially separated from the bottom surface of the annular recess 61e.
  • the space H can be divided into a plurality of small spaces because the projection 261c of the main valve body 261 projecting into the space H and the projection 345c of the main valve seat member 345 are out of phase in the radial direction. Therefore, formation of a vortex by the working fluid in the space H can be inhibited.
  • the fluid control valve has been described as having a pilot valve and a main valve, but this is not limiting and the fluid control valve may have only a main valve.
  • the inflow path and the discharge path in the housing have been described as a structure through which the working fluid flows. may flow into the interior of the housing. That is, the working fluid is not limited to direct flow, and the inflow path and the discharge path may be configured to flow the working fluid inside or to discharge the working fluid to the outside.
  • the outer diameter side valve seat and the inner diameter side valve seat are formed on the main valve seat member separate from the valve housing.
  • the valve seat may be integrally formed with the valve housing.
  • the projections projecting from the main valve body or the main valve seat member are configured to have a rectangular cross-section. It may be formed to have a substantially semicircular cross section. According to this, since the tapered surface or the curved surface that is inclined along the working fluid flowing in the space is formed on the convex portion, the flow of the working fluid can be guided, so that the working fluid generates a large eddy current in the space. can be suppressed.
  • the convex portion protruding from the main valve body or the main valve seat member has been described as being separated from the facing member when the outer seal portion and the inner seal portion are closed.
  • the member facing the convex portion may be separated from the member facing at least at the beginning of valve opening or the end of valve closing when the valve opening degree of the outer seal portion and the inner seal portion is small. In the valve closed state of the seal portion, a member facing the convex portion may be in contact with the convex portion.
  • the convex portion projecting linearly from the main valve body or the main valve seat member has been described as having a projecting direction perpendicular to the flow direction of the working fluid in the space.
  • the projecting direction of the convex portion may be a direction that is inclined along the working fluid flowing through the space.
  • the projections are not limited to straight projections, and may be arc-shaped or step-shaped projections.
  • the convex portion protruding from the main valve body or the main valve seat member has been described as having an annular configuration. In this case, it is preferable that the plurality of protrusions are evenly distributed in the circumferential direction.
  • the convex portion protruding from the main valve body or the main valve seat member has been described as being integrally formed with the main valve body or the main valve seat member.
  • the outer seal portion and the inner seal portion of the main valve body or the main valve seat member may be configured by a separate member.

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Abstract

流体制御特性を安定させることができる流体制御弁を提供する。流入路(11)および排出路(12)を有するバルブハウジング(10)と、流入路(11)および排出路(12)の間に配置された弁座部材(45)と、弁座部材(45)と離接可能に配置され、弁座部材(45)とともに内シール部(70)および外シール部(60)を形成する弁体(61)と、を具備する流体制御弁(V1)であって、内シール部(70)と外シール部(60)の間に形成された空間Hに凸部(45c,61c)が張り出している。

Description

流体制御弁
 本発明は、作動流体を制御する弁に係り、例えば作動流体を放出可能なリリーフ機能等を有する流体制御弁に関する。
 様々な産業分野で作動流体の制御を行うために利用されている弁は、弁座に対して離接する弁体を備え、弁開度が調節されることで作動流体の流量や圧力の制御が可能となっている。
 このような流体制御弁は、2次側の流体圧を検知して弁開度の調節を行い1次側からの流体導入量を絞り1次側の作動流体の流量や圧力等を制御する弁(例えば減圧弁等)と、作動流体の流体圧を検知して所定以上の流体圧に対して作動流体を外部に放出することにより作動流体の流量や圧力を制御する弁、所謂リリーフ機能を有する弁に大別される。
 リリーフ機能を有する流体制御弁が用いられる機器の一例であるショックアブソーバは、ショックアブソーバにおけるピストン室およびリザーバ室に、流体制御弁が流体的に接続配設されている。ピストン室にはピストンが配置されている。これにより、流体制御弁は、ピストンの移動に応じて変化するピストン室の流体圧に応じて弁体が弁座に対して離接する。これを利用して、ショックアブソーバは、減衰力を制御可能となっている。
 ショックアブソーバで用いられるリリーフ機能を有する流体制御弁の一例として、特許文献1等が挙げられる。ここに示される流体制御弁は、バルブハウジングと、弁体と、弁座と、付勢手段を備えている。バルブハウジングは、ショックアブソーバにおけるピストン室に連通する流入路、およびリザーバ室に連通する排出路を有している。すなわち、流体制御弁においては、弁体および弁座は流入路と排出路の間に設けられている。また、弁体は、付勢手段の付勢力により閉弁方向に付勢されており、閉弁状態を保持可能となっている。そして、流入路に高圧の作動流体が流入すると、流体制御弁では、付勢手段の付勢に抗して弁体が弁座から離間する。これにより流体制御弁は、作動流体を排出路から放出させるようになっている。
 特許文献1の流体制御弁において、弁座が形成される弁座部材には、環状凹部が設けられている。なお、弁座部材には、環状凹部の外径側に外径側弁座、環状凹部の内径側に内径側弁座がそれぞれ設けられている。弁体には、弁座部材の環状凹部と対向する位置に環状凹部が設けられている。弁体の環状凹部の外径側部位は、外径側弁座に着座することにより、流入路と排出路の間を連通する流路を閉塞する。また、この状態で、弁体の内径側部位は内径側弁座に極近接し、内径側弁座との間には微小な隙間が形成される。すなわち、流体制御弁は、弁体の環状凹部と弁座部材の環状凹部により環状の空間が形成されている。これにより、特に流体制御弁の閉弁状態から弁体が開放し始める開弁初期、または弁体が弁座に着座する直前の閉弁終期において、流入路から上記空間に流入した作動流体の流体圧が連続的に小さくなり中間圧力が生じる。弁体の開弁方向には、流入路における流体圧と上記空間における流体圧が作用する。このようにして、弁開度が小さい開弁初期または閉弁終期における流体制御特性を滑らかに変化させることができる。
特開2011-501798号公報(第6,7頁、第2図)
 しかしながら、特許文献1のような流体制御弁にあっては、高圧の作動流体が流入路に流入し、流入路における流体圧が高まることで、弁開度が大きくなった状態においても、作動流体は上記空間を通って排出路から放出されることとなる。そのため、作動流体の流量や圧力の条件によっては、上記空間において作動流体による渦流が発生し、当該渦流により弁体の動作が不安定になり、流体制御弁の流体制御特性に乱れが発生する虞があった。
 本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、流体制御特性を安定させることができる流体制御弁を提供することを目的とする。
 前記課題を解決するために、本発明の流体制御弁は、
 流入路および排出路を有するバルブハウジングと、前記流入路および前記排出路の間に配置された弁座部材と、前記弁座部材と離接可能に配置され、前記弁座部材とともに内シール部と外シール部を形成する弁体と、を具備する流体制御弁であって、
 前記内シール部と前記外シール部の間に形成された空間に凸部が張り出している。
 これによれば、内シール部と外シール部との間に空間が形成されていることにより、弁開度が小さい開弁初期または閉弁終期における流体制御特性を滑らかに変化させることができる。また、弁開度が大きい状態では、空間に張り出す凸部により、空間における乱流形成を抑制することができるため、弁開度を安定させ、流体制御特性を安定させることができる。
 前記凸部は、閉弁時において、対向する部材から離間していてもよい。
 これによれば、弁開度が小さい開弁初期または閉弁終期において、凸部と対向する部材である弁体または弁座部材との間を流体が通過可能となっている。また、弁開度が大きい状態においても凸部と対向する部材との間を通過する流体の流量が確保されやすい。
 前記凸部は、前記弁体と前記弁座部材の両方に設けられていてもよい。
 これによれば、空間における流体による渦流の形成を阻害することができる。
 前記凸部同士が対向していてもよい。
 これによれば、空間は凸部を挟んで内外に分けられるため、流体制御特性を段階的に調整しやすい。
 前記凸部は、環状に形成されていてもよい。
 これによれば、凸部と対向する部材との間を通過する流体の流量を均一にすることができるため、流体制御特性をより安定させることができる。
本発明に係る実施例1の流体制御弁を示す断面図である。 実施例1の流体制御弁において外シール部が閉塞、かつ内シール部が略閉塞された様子を拡大して示す断面図である。 実施例1の流体制御弁において板バネを圧縮して外シール部および内シール部が開放された開弁初期または閉弁終期の様子を拡大して示す断面図である。 実施例1の流体制御弁においてコイルスプリングおよび板バネを圧縮して外シール部および内シール部が全開された様子を拡大して示す断面図である。 (a)は、従来の流体制御弁における流体制御特性を示す図であり、(b)は、実施例1の流体制御弁における流体制御特性を示す図である。 本発明に係る実施例2の流体制御弁においてコイルスプリングおよび板バネを圧縮して外シール部および内シール部が全開された様子を拡大して示す断面図である。 本発明に係る実施例3の流体制御弁においてコイルスプリングおよび板バネを圧縮して外シール部および内シール部が全開された様子を拡大して示す断面図である。
 本発明に係る流体制御弁を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
 実施例1に係る流体制御弁につき、図1から図5を参照して説明する。なお、本実施例ではショックアブソーバに使用される流体制御弁を例にして説明するが、その他の用途にも適用可能である。以下、図1の正面から見て上下を流体制御弁の上下として説明する。詳しくは、外シール部60および内シール部70が配置される紙面下側を流体制御弁の下側、駆動源としてのソレノイド80が配置される紙面上側を流体制御弁の上側として説明する。また、外シール部60は、流体制御弁V1の主弁であり、内シール部70は、主弁のシール機能を補助する副弁である。
 図1を参照して、本発明の流体制御弁V1は、ショックアブソーバAにおけるアブソーバピストン室Pとリザーバ室Rとに流体的に接続配置されている。
 アブソーバピストンが軸方向に移動し流入路11における作動流体の圧力が高まると、流体制御弁V1は、外シール部60および内シール部70が開放されて排出路12からリザーバ室Rに作動流体を流出させる。これにより、流体制御弁V1は、アブソーバピストン室Pからリザーバ室Rへ向かって流れる作動流体の流量を制御する。
 また、流体制御弁V1では、外シール部60および内シール部70における流体制御特性がパイロット弁50により調整されている。
 これらにより、流体制御弁V1は、ショックアブソーバAにおける減衰力を制御するものである。
 図1に示されるように、流体制御弁V1は、バルブハウジング10と、パイロット弁50と、外シール部60と、内シール部70と、ソレノイド80と、から主に構成されている。また、流体制御弁V1には、外シール部60と内シール部70との間に後述する環状の空間Hが形成されている。
 これらのうち、パイロット弁50は、バルブハウジング10内において上端部に配置されている。また、外シール部60および内シール部70は、バルブハウジング10内においてパイロット弁50の下方に配設されている。
 パイロット弁50は、パイロット弁体51とパイロット弁座40aとにより構成されている。パイロット弁50は、パイロット弁体51の下端部51aがパイロット弁座40aに離接することで開閉するようになっている。
 外シール部60は、弁体としての主弁体61と外径側弁座45aとにより構成されている。外シール部60は、主弁体61の外径側下端部61aが外径側弁座45aに離接することで開閉するようになっている。
 内シール部70は、主弁体61と内径側弁座45bとにより構成されている。内シール部70は、主弁体61の内径側下端部61bが内径側弁座45bに離接することで開閉するようになっている。
 なお、本実施例においては、外シール部60は閉弁状態において、主弁体61の外径側下端部61aと外径側弁座45aとの間が閉塞される。内シール部70は閉弁状態において、主弁体61の内径側下端部61bと内径側弁座45bとの間に微小な隙間が形成される。すなわち、内シール部70は、オリフィスとして機能している。これにより、外シール部60と内シール部70との間に形成される空間Hには、外シール部60および内シール部70の閉弁状態においても内シール部70を通じて流入路11から作動流体が流入し、空間H内が作動流体により満たされた状態が維持されやすくなっている。
 まず、ソレノイド80について説明する。ソレノイド80はバルブハウジング10に接続されパイロット弁体51に駆動力を及ぼすものである。
 図1に示されるように、ソレノイド80は、ケーシング81と、センタポスト82と、ロッド83と、可動鉄心84と、コイルスプリング85と、コイル86と、スリーブ87と、軸受88と、から主に構成されている。
 ケーシング81は、センタポスト82が軸方向下方から挿嵌・固定されている段付き円筒状の本体部81aを備えている。
 また、ケーシング81には、本体部81aにおける下端に連続し、下方側に開放している開口部81bが形成されている。
 センタポスト82は、鉄やケイ素鋼等の磁性材料である剛体から段付き円筒状に形成されている。
 センタポスト82は、軸方向に延びる円筒状の本体部82aを備えている。
 また、センタポスト82には、本体部82aにおける下端に連続し、センタポスト82の下方側に開放する開口部82bが形成されている。
 ロッド83は、円筒状に形成されている。ロッド83は、センタポスト82に挿通され軸方向に往復動自在に配置されている。
 また、ロッド83は、可動鉄心84に挿嵌・固定されている。これにより、ソレノイド80への通電時に、ロッド83は、閉弁方向に移動する可動鉄心84に従動して移動される。これに伴って、ロッド83は、パイロット弁体51を閉弁方向、すなわち軸方向下方に移動させる。
 また、ロッド83は、上端部が軸受88に挿通され、下端部がセンタポスト82の内周面に形成されるガイド部82cに挿通されている。これら軸受88およびガイド部82cによって、ロッド83は軸方向への移動がガイドされる。そのため、ロッド83は軸方向への移動において径方向に傾動しにくくなっている。
 コイルスプリング85は、パイロット弁座部材40とパイロット弁体51との間に配設されている。
 コイルスプリング85は、パイロット弁体51をパイロット弁50の開弁方向、すなわち軸方向上方に付勢している。
 コイル86は、センタポスト82の外側にボビンを介して巻き付けられた励磁用のコイルである。
 スリーブ87は、有底円筒状に形成されている。また、スリーブ87には、ロッド83の移動をガイドする軸受88が嵌合・固定されている。
 次いで、バルブハウジング10側の構成について説明する。バルブハウジング10側の要素はバルブハウジング10、パイロット弁50、外シール部60および内シール部70である。
 図1に示されるように、バルブハウジング10は、金属材料または樹脂材料により内側段付き円筒状に形成されている。
 バルブハウジング10には、軸方向上方から順に、円筒部10aと、小径有底円筒部10bと、中径有底円筒部10cと、大径有底円筒部10dが形成されている。
 円筒部10aには、パイロット弁体51が軸方向上方側から挿入されている。
 図1に示されるように、パイロット弁体51は、円筒部51bと、フランジ部51cを有する断面視T字状に形成されている。
 円筒部51bは、軸方向に延びる円筒状である。円筒部51bにおける下端部51aはパイロット弁座40aに着座する。
 また、円筒部51bにおける上端部には、ロッド83における下端面が当接している。これにより、コイルスプリング85の付勢力を受けるパイロット弁体51は、ロッド83に圧接されている。
 フランジ部51cは、円筒部51bにおける上端部から外径方向に延びる円盤状である。
 また、フランジ部51cには、軸方向に貫通する連通路51dが形成されている。連通路51dはバルブハウジング10における円筒部10aと、センタポスト82における開口部82bを連通している。
 また、フランジ部51cにおける外周面は、バルブハウジング10における円筒部10aの内周面に摺接しながら移動可能に形成されている。これにより、円筒部10aはパイロット弁体51の移動をガイド可能となっている。
 バルブハウジング10の構成に戻って、小径有底円筒部10bは、円筒部10aに連続し、円筒部10aよりも内側が拡径されて軸方向上方に凹んでいる。
 小径有底円筒部10bには、軸方向下方から圧入されたパイロット弁座部材40が、略密封状態で一体に固定されている。
 図1に示されるように、パイロット弁座部材40は、金属材料または樹脂材料により、軸方向に貫通する連通路40bを有する円形の板状に形成されている。
 また、パイロット弁座部材40における上端部中央には、軸方向上方に突出する環状の環状凸部40cが形成されている。環状凸部40cにおける上端部は、パイロット弁座40aである。
 バルブハウジング10の構成に戻って、中径有底円筒部10cは、小径有底円筒部10bに連続し、小径有底円筒部10bよりも内側が拡径されて軸方向上方に凹んでいる。
 中径有底円筒部10cには、主弁体61およびコイルスプリング64が軸方向下方側から挿入されている。また、中径有底円筒部10cには、軸方向下方から圧入された弁座部材としての主弁座部材45の上端部が、略密封状態で一体に固定されている。
 なお、図1に示されるように、バルブハウジング10における小径有底円筒部10bおよび中径有底円筒部10c内の空間には、パイロット制御室Sが形成されている。パイロット制御室Sは、小径有底円筒部10b、中径有底円筒部10c、パイロット弁座部材40、パイロット弁体51および主弁体61によって画成されている。
 図2に示されるように、主弁体61は、断面視略U字状の円筒状に形成されたガイド部材62と、シール部材63と、から構成されている。すなわち、主弁体61は、ガイド部材62とシール部材63により、軸方向に2分割されて構成されている。
 ガイド部材62は、軸方向に延設された円筒部62aと、円筒部62aの下端部から内径方向に延びる底部62bを備え、底部62bの中央には軸方向に貫通する貫通孔62cが形成されている。
 また、ガイド部材62の底部62bとパイロット弁座部材40との間には、主弁体61を閉弁方向に付勢するコイルスプリング64が圧縮状態で配置されている。詳しくは、コイルスプリング64における下端部は、ガイド部材62の内部に挿入されている。また、ガイド部材62とシール部材63との間には、シール部材63を閉弁方向に付勢する板バネ65が配置されている。
 また、主弁体61においては、ガイド部材62の円筒部62aにおける外周面がバルブハウジング10における中径有底円筒部10cの内周面に摺接しながら移動可能に形成されている。これにより、中径有底円筒部10cは主弁体61の移動をガイド可能となっている。
 図2に示されるように、シール部材63は、外径側端部から軸方向上方に突出する環状の外径側凸部63aと、径方向中央部から軸方向上方に突出する環状の内径側凸部63bを有し、外径側凸部63aと内径側凸部63bの間には環状凹部63cが形成されている。内径側凸部63bは、ガイド部材62の貫通孔62cに挿入されている。
 シール部材63の径方向中心部には、軸方向に貫通する連通路63dが形成されている。なお、主弁体61の内部は、シール部材63の連通路63d通じて流入路11に連通している。
 シール部材63の下端部には、外径側に主弁体61における外径側下端部61a、内径側に主弁体61における内径側下端部61bがそれぞれ形成されている。外径側下端部61aは、外シール部60の閉弁状態において外径側弁座45aに着座し、内径側下端部61bは、内シール部70の閉弁状態において内径側弁座45bに近接する。なお、外径側下端部61aおよび内径側下端部61bは、軸方向下方に突出する環状の凸部により形成されている。
 また、シール部材63の下端部には、外径側下端部61aと内径側下端部61bとの径方向における間に軸方向下方に突出する環状の凸部61cが形成されている。なお、本実施例において、凸部61cの下端面は、外径側下端部61aおよび内径側下端部61bの下端面と略同一平面上に形成されている。すなわち、凸部61cの下端面は、外径側下端部61aおよび内径側下端部61bの下端面よりも主弁座部材45側に張り出さないように形成されている。なお、凸部61cの下端面は、外径側下端部61aおよび内径側下端部61bの下端面よりも上方に位置していてもよい。
 また、本実施例において、凸部61cは、断面矩形に形成されている。
 また、シール部材63の下端部には、外径側下端部61aと凸部61cとの間において軸方向上方に凹む環状凹部61dと、内径側下端部61bと凸部61cとの間において軸方向上方に凹む環状凹部61eが形成されている。なお、本実施例において、内径側の環状凹部61eは、外径側の環状凹部61dよりも深さおよび凹み量が大きく形成されている。
 図2に示されるように、板バネ65は、断面段付きの円環かつ板状であり、コイルスプリング64よりもバネ定数の低いバネである。また、板バネ65は、内径板部65aの上端面がガイド部材62の底部62bの下端面に当接し、外径板部65bの下端面がシール部材63の外径側凸部63aの上端面に当接して配設されている。
 バルブハウジング10の構成に戻って、大径有底円筒部10dは、中径有底円筒部10cに連続し、中径有底円筒部10cよりも内側が拡径されて軸方向上方に凹んでいる。
 大径有底円筒部10dには、軸方向下方から圧入された主弁座部材45が、略密封状態で一体に固定されている。
 図1に示されるように、主弁座部材45は、金属材料または樹脂材料により、軸方向に貫通する流入路11を有する円筒状に形成されている。主弁座部材45は、軸方向下方から大径有底円筒部10dにガスケットを介して密封状態で圧入固定されている。
 また、主弁座部材45の上端部には、外径側に環状の外径側弁座45a、内径側に環状の内径側弁座45bがそれぞれ形成されている。
 図2に示されるように、主弁座部材45の上端部には、外径側弁座45aと内径側弁座45bとの径方向における間に環状の凸部45cが形成されている。なお、本実施例において、凸部45cの上端面は、外径側弁座45aおよび内径側弁座45bよりも主弁体61側に張り出さないように形成されている。すなわち、凸部45cの上端面は、外径側弁座45aおよび内径側弁座45bよりも下方に位置している。
 また、本実施例において、凸部45cは、断面矩形に形成されている。
 また、主弁座部材45の上端部には、外径側弁座45aと凸部45cとの間において軸方向下方に凹む環状凹部45dと、内径側弁座45bと凸部45cとの間において軸方向下方に凹む環状凹部45eが形成されている。なお、本実施例において、内径側の環状凹部45eは、外径側の環状凹部45dよりも深さおよび凹み量が大きく形成されている。
 このように、流体制御弁V1には、外シール部60と内シール部70との間に主弁体61の環状凹部61d,61eと、主弁座部材45の環状凹部45d,45eにより環状の空間Hが形成されている。また、空間Hには、主弁体61から軸方向下方に凸部61cが直線状に張り出すとともに、主弁座部材45から軸方向上方に凸部45cが直線状に張り出している。
 なお、本実施例においては、主弁体61から軸方向下方に直線状に張り出す凸部61cと、主弁座部材45から軸方向上方に直線状に張り出す凸部45cがそれぞれ軸方向に対向しており、対向する凸部61cと凸部45cとが軸方向に離間している。
 また、図2に示されるように、空間Hにおいては、凸部61cおよび凸部45cよりも内径側で環状凹部61eと環状凹部45eにより環状の空間H1が形成されている。また、空間Hにおいては、凸部61cおよび凸部45cよりも外径側で環状凹部61dと環状凹部45dにより環状の空間H2が形成されている。なお、空間H1は、空間H2よりも大きく形成されている。また、空間Hにおいては、軸方向に離間する凸部61cと凸部45cとの間に環状の隙間である空間H3が形成されている。空間H3は、空間H1,H2を連通している。なお、本実施例において、空間Hは、凸部により3つに分けられているが、凸部の数を多くすることにより、空間Hは4つ以上に分けられていてもよい。
 図1に戻って、バルブハウジング10における外面には、円筒部10aの上端から側面にかけて断面視下向きL字状の連通溝10eが形成されている。
 また、連通溝10eの下方側端部は、ケーシング81における開口部81bよりも下方側に位置し、外径方向に開放されている。
 これにより、連通溝10eは、パイロット弁50のパイロット側排出路13を構成している。
 より詳しくは、パイロット側排出路13は、バルブハウジング10における円筒部10a、小径有底円筒部10b、連通溝10e、パイロット弁座部材40における環状凸部40c、ケーシング81における開口部81bおよびセンタポスト82における開口部82bによって構成されている。
 また、バルブハウジング10には、中径有底円筒部10cから外径側に延び、中径有底円筒部10cにおける内側とリザーバ室Rとを連通する排出路12が形成されている。
 次に、流体制御弁V1の動作、主にパイロット弁50、外シール部60および内シール部70の開閉動作について、図1~図4を参照して説明する。
 先ず、非通電状態における流体制御弁V1について説明する。図1を参照して、非通電状態においてパイロット弁50は、パイロット弁体51がコイルスプリング85の付勢力により軸方向上方へと押圧されている。これにより、パイロット弁体51がパイロット弁座40aから離間し、パイロット弁50は開放されている。このときのパイロット弁開度は本実施例において最大となっている。
 非通電状態において、ショックアブソーバAが作動し流入路11における作動流体の圧力が高まると、作動流体は、主弁体61における連通路63d、パイロット制御室Sを通過して、パイロット側排出路13からリザーバ室Rに流入する。これと共に、以下説明するように作動流体の圧力によっては排出路12からもリザーバ室Rに作動流体が流入することもある。
 流体制御弁V1は、主弁体61における連通路63dの流路断面積が狭く形成されている。そのため、流入路11における作動流体の圧力が高まっても、パイロット制御室Sにおける作動流体の圧力は、流入路11における作動流体の圧力に即応して高まりにくくなっている。そのため、流入路11における作動流体の圧力とパイロット制御室Sにおける作動流体の圧力との間では差圧が発生する。この差圧が大きくなるほど、外シール部60および内シール部70は開放されやすくなる。
 なお、以下の説明において、流入路11における作動流体の圧力を「流入路11における圧力Pin」、パイロット制御室Sにおける作動流体の圧力を「パイロット制御室Sにおける圧力Ps」と記載する。
 外シール部60および内シール部70が開放された後、流入路11における圧力Pinとパイロット制御室Sにおける圧力Psとの差圧ΔP(=Pin-Ps)が小さくなると外シール部60および内シール部70は閉弁する。
 差圧ΔPが小さくなる要因は、内シール部70、空間H、外シール部60を通過して排出路12からリザーバ室Rに作動流体が流入して流入路11における圧力Pinが小さくなる、連通路63dからパイロット制御室Sに作動流体が流入して流入路11における圧力Pinが小さくなる、主弁体61の移動によりパイロット制御室Sの容積が狭まりパイロット制御室Sにおける圧力Psが高まる等である。以下、外シール部60および内シール部70の開閉動作について具体例を交えてより詳しく説明する。
 図2を参照して、例えば平滑な路面を走行時にショックアブソーバAにおけるアブソーバピストンが微小なストロークで往復動する等、流入路11における圧力Pinが小P1未満である場合(Pin<P1)には、コイルスプリング64および板バネ65の付勢力によって、主弁体61は、その外径側下端部61aが外径側弁座45aに着座するとともに、その内径側下端部61bが内径側弁座45bに最も近接している。すなわち、外シール部60は閉塞し、内シール部70は略閉塞している。
 外シール部60および内シール部70の閉弁状態では、コイルスプリング64がガイド部材62を下方に付勢する力は板バネ65がガイド部材62を上方に付勢する力よりも大きくなっている。このとき、板バネ65の内径板部65aとシール部材63の環状凹部63cの底面が軸方向に離間しており、シール部材63の軸方向への移動代となっている。
 図3を参照して、例えば凹凸のある路面を走行時にショックアブソーバAにおけるアブソーバピストンが小さいストロークで繰り替えし往復動する等、流入路11における圧力Pinが小P2以上大P3未満の場合(P3>Pin≧P2)には、板バネ65の付勢力に抗してシール部材63だけが軸方向上方に移動する。
 すなわち、シール部材63の下端部に形成される主弁体61における外径側下端部61aが外径側弁座45aから僅かに離間するとともに、主弁体61における内径側下端部61bが内径側弁座45bからさらに離間し、外シール部60および内シール部70は開放される。これにより、作動流体は、内シール部70、空間H、外シール部60を通じて排出路12からリザーバ室Rに流入する(図3の実線矢印参照)。このとき、流入路11から内シール部70を通じて空間Hに流入した作動流体の流体圧が連続的に小さくなり中間圧力が生じるため、空間Hから外シール部60を通じて排出路12に排出される作動流体の圧力は小さくなる。
 さらに、空間Hにおいて、軸方向に離間する凸部61cと凸部45cとの間に形成される環状の隙間である空間H3が絞りとして機能することにより、空間H1から空間H3を通して空間H2に流入した作動流体の流体圧が小さくなりやすい。また、環状凹部61eと環状凹部45eにより形成される内径側の空間H1が、環状凹部61dと環状凹部45dにより形成される外径側の空間H2よりも大きいため、空間Hを通過する作動流体の圧力が段階的に小さくなりやすい。
 また、このとき、シール部材63だけが移動することに伴って、パイロット制御室Sにおいて余剰となる作動流体は、パイロット側排出路13からリザーバ室Rに流入する。
 なお、上述したように差圧ΔPが小さくなることで外シール部60が閉塞、かつ内シール部70が略閉塞するため、外シール部60および内シール部70における弁開度は、流入路11における圧力Pinが大P3(P3>P2)に近付くほど大きくなる。
 また、板バネ65の付勢力に抗してシール部材63が移動すると、板バネ65の内径板部65aの下端面がシール部材63の環状凹部63cの底面に圧接される。これにより、流入路11の作動流体から作用する圧力がシール部材63を介してガイド部材62に作用しやすくなる。
 図4を参照して、例えば路面の段差を乗り越えるためにショックアブソーバAにおけるアブソーバピストンが大きくストロークしようとする等、流入路11における圧力Pinが大P3以上の場合(Pin≧P3)には、コイルスプリング64および板バネ65の付勢力に抗してガイド部材62およびシール部材63、すなわち主弁体61全体が軸方向上方に移動する。
 すなわち、主弁体61の外径側下端部61aが外径側弁座45aから大きく離間するとともに、主弁体61の内径側下端部61bが内径側弁座45bから大きく離間し、外シール部60および内シール部70は開放される。これにより、作動流体は、内シール部70、空間H、外シール部60を通じて排出路12からリザーバ室Rに流入する(図4の実線矢印参照)。
 なお、流入路11における圧力Pinが大P3以上の場合(Pin≧P3)の外シール部60および内シール部70における弁開度は、本実施例において最大となる。
 このとき、流入路11から内シール部70、空間H、外シール部60を通じて排出路12に排出される作動流体の流量が大きくなるが、空間Hに張り出す凸部61cおよび凸部45cにより、空間Hにおける作動流体による渦流の形成を阻害し、乱流が生じることを抑制することができる。詳しくは、空間Hが凸部61cと凸部45cとの間に形成される環状の隙間である空間H3を挟んで内径側の空間H1と外径側の空間H2に分けられることにより、空間H1と空間H2で形成される作動流体の流れを安定させることができる。
 さらに、外シール部60および内シール部70における弁開度が大きくなることにより、空間Hにおいて、軸方向に離間する凸部61cと凸部45cとの間に形成される環状の隙間である空間H3が大きくなるため、空間H3が絞りとして機能しなくなる。これにより、流入路11から内シール部70、空間H、外シール部60を通じて排出路12に排出される作動流体の流量が確保されやすい。
 また、パイロット制御室Sにおいて余剰となる作動流体は、パイロット側排出路13からリザーバ室Rに流入する。
 その後、内シール部70、空間H、外シール部60を通じて排出路12からリザーバ室Rに作動流体が流入し、流入路11における圧力Pinが小さくなるにつれコイルスプリング64が伸長して弁開度が小さくなり、上述したように、流入路11における圧力Pinが小P2以上大P3未満の場合(P3>Pin≧P2)には、板バネ65の付勢力に抗してシール部材63だけが軸方向上方に移動する(図3参照)。
 さらに、内シール部70、空間H、外シール部60を通じて排出路12からリザーバ室Rに作動流体が流入し、流入路11における圧力Pinが小P1未満となる(Pin<P1)と、主弁体61における外径側下端部61aが外径側弁座45aに着座するとともに、主弁体61における内径側下端部61bが内径側弁座45bに最も近接し、外シール部60は閉塞、かつ内シール部70は略閉塞される。
 次いで、通電状態における流体制御弁V1について、主にパイロット弁50による減衰力の制御について説明する。なお、外シール部60および内シール部70は、通電状態においても非通電状態と概ね同様に動作するため、その説明を省略する。
 図1を参照して、通電状態(すなわち所謂デューティ制御時)において、ソレノイド80に電流が印加されることにより発生する電磁力がコイルスプリング85の付勢力を上回ると、可動鉄心84はセンタポスト82側、すなわち軸方向下側に引き寄せられる。
 これにより、可動鉄心84に固定されたロッド83は、パイロット弁体51と共に軸方向下方へ移動する。これに応じてパイロット弁50はパイロット弁開度が小さくなり、所定以上の電流が通電されると閉塞される。
 非通電状態と比較してパイロット弁開度小で開放されている場合であれば、非通電状態と同様に、流入路11における作動流体は、ショックアブソーバAの動作に伴いパイロット側排出路13からリザーバ室Rに流入する。また、上述したように流入路11における圧力Pinによっては排出路12からもリザーバ室Rに作動流体が流入する。
 そして、パイロット弁開度を小さくすればするほど、作動流体はパイロット制御室Sからパイロット側排出路13に流入しにくくなる。そのため、流入路11における圧力Pinとパイロット制御室Sにおける圧力Psとの差圧ΔPが発生しにくくなり、外シール部60および内シール部70は開放されにくくなる。すなわち、ショックアブソーバAにおける減衰力を大きくすることができる。
 言い換えれば、パイロット弁開度が最大である場合に、ショックアブソーバAにおける減衰力は最小となる。つまり、最も小さい減衰力に制御されるのは、流体制御弁V1が非通電状態にある場合である。
 さらに、外シール部60および内シール部70が開放されたとしても、パイロット弁50におけるパイロット弁開度が小さいほどに差圧ΔPは短時間で小さくなる。すなわち、外シール部60および内シール部70は、パイロット弁50におけるパイロット弁開度が小さいほどに開放される時間が短縮される。
 これらのことから、パイロット弁50におけるパイロット弁開度に応じて、外シール部60および内シール部70における流体制御特性が制御される。これにより、流体制御弁V1はショックアブソーバAにおける減衰力を可変制御することができる。
 所定以上の電流が通電されパイロット弁50が閉塞されている場合においても、流入路11における高い圧力Pinが生じると、この作動流体によってパイロット弁50がわずかに開放される。これにより、非通電状態と同様に、作動流体はパイロット側排出路13からリザーバ室Rに流入する。
 このように、通電状態においてパイロット弁50が閉塞されている場合であれば、流体制御弁V1はパイロット弁50を作動流体が最も通過しにくい状態、かつ外シール部60および内シール部70が開放されにくい状態となっている。そのため、流体制御弁V1はショックアブソーバAにおける減衰力を最大とすることができる。
 なお、ソレノイド80を構成するコイル86に通電される電流値は、車両速度、車両加減速、操舵角、路面状態、バネ上荷重等の入力パラメータに基づいて設定される。
 また、開放状態にあるパイロット弁50は、所定以上の電流値が設定されることで閉塞される場合もある。
 以上説明したように、本実施例の流体制御弁V1は、外シール部60と内シール部70との間に空間Hが形成されていることにより、弁開度が小さい開弁初期または閉弁終期(図3参照)において、流入路11から内シール部70、空間H、外シール部60を通じて排出路12に排出される作動流体の圧力を小さくして流体制御特性を滑らかに変化させることができる。また、図4に示されるように、外シール部60および内シール部70における弁開度が大きい状態では、空間Hに張り出す凸部61cおよび凸部45cにより、空間Hにおける乱流の形成を抑制することができるため、外シール部60および内シール部70における弁開度を安定させ、流体制御特性を安定させることができる。具体的には、図5(b)に示されるように、本実施例の流体制御弁V1における流体制御特性は、従来の流体制御弁における流体制御特性(図5(a)参照)と比べて安定させることができる。なお、図5は、従来の流体制御弁と本実施例の流体制御弁V1において、電流値等の条件を同一にし、流体制御特性をそれぞれ測定した結果を示す図である。
 また、凸部61cおよび凸部45cは、閉弁時において、対向する部材、すなわち主弁体61および主弁座部材45から離間している。これによれば、外シール部60および内シール部70における弁開度が小さい開弁初期または閉弁終期において、互いに対向する凸部61cと凸部45cとの間の隙間である空間H3を作動流体が通過可能となっている。また、外シール部60および内シール部70における弁開度が大きい状態でも、空間H3を通過する作動流体の流量が確保されやすい。
 また、凸部61cおよび凸部45cは、主弁体61および主弁座部材45の両方に設けられていることにより、空間Hにおける作動流体による渦流の形成を阻害することができる。
 また、凸部61cと凸部45cが互いに対向していることにより、空間Hが凸部61cと凸部45cを挟んで内径側の空間H1と外径側の空間H2に分けられるため、流体制御特性を段階的に調整しやすい。
 また、凸部61cと凸部45cは、環状に形成されていることにより、互いに対向する凸部61cと凸部45cとの間の隙間である空間H3を通過する作動流体の流量を均一にすることができるため、流体制御特性をより安定させることができる。加えて、空間H1,H2は、主弁体61の環状凹部61d,61eと主弁座部材45の環状凹部45d,45eにより環状に形成されていることにより、空間Hを通過する作動流体の流量を均一にすることができるため、流体制御特性をより一層安定させることができる。
 また、主弁体61における凸部61cの下端面は、対向する主弁座部材45の凸部45cよりも外シール部60および内シール部70におけるシール部分に軸方向に近接して配置されている。これによれば、空間Hにおける作動流体の流れがバルブハウジング10に固定される主弁座部材45側に偏りやすくなるため、外シール部60および内シール部70における弁開度をより安定させることができる。
 また、流入路11の圧力が高まった際に、ガイド部材62およびコイルスプリング64よりも優先してバネ力の低い板バネ65に抗してシール部材63が移動する。流入路11の圧力が小である場合、図3に示されるように、ガイド部材62やコイルスプリング64の移動を伴うことなくシール部材63だけの移動が可能となり、応答性の高い流体制御弁V1を提供できる。
 次に、実施例2に係る流体制御弁につき、図6を参照して説明する。なお、前記実施例1と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
 図6に示されるように、本実施例2の流体制御弁V2において、主弁体261を構成するシール部材263の下端部には、外径側に主弁体261における外径側下端部61a、内径側に主弁体261における内径側下端部61bがそれぞれ形成されている。
 また、シール部材263の下端部には、外径側下端部61aと内径側下端部61bとの間に軸方向下方に突出する環状の凸部261cが形成されている。なお、本実施例において、凸部261cの下端面は、外径側下端部61aおよび内径側下端部61bの下端面よりも主弁座部材245側に張り出さないように形成されている。すなわち、凸部261cの下端面は、外径側下端部61aおよび内径側下端部61bの下端面よりも上方に位置している。
 図6に示されるように、主弁座部材245の上端部には、外径側弁座45aと内径側弁座45bとの間に環状凹部245cが形成されている。
 このように、流体制御弁V2には、外シール部60と内シール部70との間に主弁体261の環状凹部61d,61eと、主弁座部材245の環状凹部245cにより環状の空間Hが形成されている。また、空間Hには、主弁体261から軸方向下方に凸部261cが直線状に張り出している。
 なお、本実施例においては、主弁体261から軸方向下方に直線状に張り出す凸部261cと、主弁座部材245の環状凹部245cの底面が軸方向に対向しており、外シール部60および内シール部70の閉弁状態において、凸部261cが対向部となる環状凹部245cの底面と軸方向に離間している(図示省略)。
 また、図6に示されるように、空間Hにおいては、凸部261cよりも内径側で環状凹部61eと環状凹部245cの内径部により環状の空間H21が形成されている。また、空間Hにおいては、凸部261cよりも外径側で環状凹部61dと環状凹部245cの外径部により環状の空間H22が形成されている。なお、空間H21は、空間H22よりも大きく形成されている。また、空間Hにおいては、軸方向に離間する凸部261cと環状凹部245cの底面との間に環状の隙間である空間H23が形成されている。空間H23は、空間H21,H22を連通している。
 これによれば、主弁体261に対して、主弁座部材245は、環状凹部245cを1つ形成するだけで、外シール部60と内シール部70の間に容易に空間Hを形成することができる。
 なお、主弁座部材245の環状凹部245cの底面にさらに環状凹部を形成し、主弁体261の凸部261cを下方に延長することにより、外シール部60および内シール部70の閉弁状態において凸部261cの下端部が環状凹部内に入り込むように構成されていてもよい。
 また、主弁体261と主弁座部材245の凹凸の構成は、逆に構成されていてもよい。具体的には、主弁体に環状凹部が1つだけ形成され、主弁座部材に凸部や環状凹部が形成されることにより、空間Hが形成されていてもよい。
 次に、実施例3に係る流体制御弁につき、図7を参照して説明する。なお、前記実施例1,2と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
 図7に示されるように、本実施例3の流体制御弁V3は、前記実施例2と略同一構成のシール部材263を有する主弁体261を備えている。
 主弁座部材345の上端部には、外径側弁座45aと内径側弁座45bとの間に軸方向上方に突出する環状の凸部345cが形成されている。また、主弁座部材345の上端部には、外径側弁座45aと凸部345cとの間において軸方向下方に凹む環状凹部345dと、内径側弁座45bと凸部345cとの間において軸方向下方に凹む環状凹部345eが形成されている。なお、本実施例において、内径側の環状凹部345d,345eは、深さが同一に形成されている。
 このように、流体制御弁V3には、外シール部60と内シール部70との間に主弁体261の環状凹部61d,61eと、主弁座部材245の環状凹部345d,345eにより環状の空間Hが形成されている。また、空間Hには、主弁体261から軸方向下方に凸部261cが直線状に張り出すとともに、主弁座部材345から軸方向上方に凸部345cが直線状に張り出している。
 なお、本実施例においては、主弁体261から軸方向下方に直線状に張り出す凸部261cと、主弁座部材345の凸部345cよりも外径側における環状凹部345dの底面が軸方向に対向しており、外シール部60および内シール部70の閉弁状態において、凸部261cが環状凹部345dの底面と軸方向に離間している。また、主弁座部材345から軸方向上方に直線状に張り出す凸部345cと、主弁体261の環状凹部61eの底面が軸方向に対向しており、外シール部60および内シール部70の閉弁状態において、凸部345cが環状凹部61eの底面と軸方向に離間している。
 これによれば、空間Hに張り出す主弁体261の凸部261cと主弁座部材345の凸部345cの径方向の位相が異なることにより、空間Hを複数の小さな空間に分けることができるため、空間Hにおける作動流体による渦流の形成を阻害することができる。
 なお、主弁体261と主弁座部材345の凹凸の構成は、逆に構成されていてもよい。
 以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
 例えば、前記各実施例では、流体制御弁は、パイロット弁、主弁を備えている構成として説明したが、これに限らず、流体制御弁は主弁だけを備えていてもよい。
 また、前記各実施例では、ハウジングにおける流入路および排出路は、作動流体が流れる構成として説明したが、これに限らず、ハウジングにおける流入路および排出路にコネクタが接続され、当該コネクタを通じて作動流体がハウジング内部に流入してもよい。すなわち、作動流体が直接流れることに限定されるものではなく、流入路および排出路は、作動流体を内部に流入させるため、または外部に排出するための構成であればよい。
 また、前記各実施例では、外径側弁座および内径側弁座は、バルブハウジングとは別体の主弁座部材に形成されている構成として説明したが、これに限らず、少なくとも一方の弁座がバルブハウジングと一体に形成されていてもよい。
 また、前記各実施例では、主弁体または主弁座部材から突出する凸部の形状が断面矩形に形成されている構成として説明したが、これに限らず、例えば、凸部は断面三角形や断面略半円形に形成されていてもよい。これによれば、凸部に空間を流れる作動流体に沿って傾斜するテーパ面や曲面が形成されることにより、作動流体の流れをガイドすることができるため、空間における作動流体による大きな渦流の発生を抑制することができる。
 また、前記各実施例では、主弁体または主弁座部材から突出する凸部は、外シール部および内シール部の閉弁状態において、対向する部材と離間している構成として説明したが、これに限らず、凸部と対向する部材は少なくとも外シール部および内シール部における弁開度が小さい開弁初期または閉弁終期に対向する部材と離間していればよく、外シール部および内シール部の閉弁状態においては、凸部と対向する部材が当接していてもよい。
 また、前記各実施例では、主弁体または主弁座部材から直線状に張り出す凸部は、その突出方向が空間における作動流体の流れ方向と直交する方向となっている構成として説明したが、これに限らず、凸部の突出方向は、空間を流れる作動流体に沿って傾斜する方向となっていてもよい。また、凸部は、直線状に張り出すものに限らず、円弧状や階段状に張り出していてもよい。
 また、前記各実施例では、主弁体または主弁座部材から突出する凸部は、環状である構成として説明したが、これに限らず、凸部は、周方向に複数配置されるものであってもよく、この場合、複数の凸部は、周方向に等配されることが好ましい。
 また、前記各実施例では、主弁体または主弁座部材から突出する凸部は、主弁体または主弁座部材に一体形成される構成として説明したが、これに限らず、凸部は、主弁体または主弁座部材における外シール部および内シール部の構成部分とは別部材により構成されていてもよい。
10        バルブハウジング
11        流入路
12        排出路
13        パイロット側排出路
40        パイロット弁座部材
45        主弁座部材(弁座部材,対向する部材)
45a       外径側弁座
45b       内径側弁座
45c       凸部
45d,45e   環状凹部
50        パイロット弁
51        パイロット弁体
60        外シール部
61        主弁体(弁体,対向する部材)
61a       外径側下端部
61b       内径側下端部
61c       凸部
61d,61e   環状凹部
62        ガイド部材
63        シール部材
64        コイルスプリング
65        板バネ
70        内シール部
H         空間
V1~V3     流体制御弁

Claims (5)

  1.  流入路および排出路を有するバルブハウジングと、前記流入路および前記排出路の間に配置された弁座部材と、前記弁座部材と離接可能に配置され、前記弁座部材とともに内シール部および外シール部を形成する弁体と、を具備する流体制御弁であって、
     前記内シール部と前記外シール部の間に形成された空間に凸部が張り出している流体制御弁。
  2.  前記凸部は、閉弁時において、対向する部材から離間している請求項1に記載の流体制御弁。
  3.  前記凸部は、前記弁体と前記弁座部材の両方に設けられている請求項2に記載の流体制御弁。
  4.  前記凸部同士が対向している請求項3に記載の流体制御弁。
  5.  前記凸部は、環状に形成されている請求項1ないし4のいずれかに記載の流体制御弁。
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