WO2025192181A1 - バルブおよび緩衝器 - Google Patents
バルブおよび緩衝器Info
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- WO2025192181A1 WO2025192181A1 PCT/JP2025/005185 JP2025005185W WO2025192181A1 WO 2025192181 A1 WO2025192181 A1 WO 2025192181A1 JP 2025005185 W JP2025005185 W JP 2025005185W WO 2025192181 A1 WO2025192181 A1 WO 2025192181A1
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- leaf valve
- leaf
- pressure relief
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/32—Details
- F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
- F16F9/348—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
Definitions
- the present invention relates to a valve and a shock absorber.
- Shock absorbers are used, for example, by being interposed between the body and axles of a vehicle to improve ride comfort, suppressing vibrations in the body and wheels with the damping force they exert when expanding and contracting.
- such a shock absorber comprises a cylinder, a piston rod movably inserted into the cylinder, a piston connected to one end of the piston rod to divide the interior of the cylinder into one chamber and the other chamber and having a port connecting the one chamber and the other chamber, and a stacked leaf valve composed of a plurality of leaf valves stacked on the one chamber side of the piston with the inner circumferential side as the fixed end and the outer circumferential side as the free end, with flexibility allowed, and which close the opening of the port on the one chamber side.
- the valve is then composed of the piston and the leaf valve.
- the piston also has a boss portion that is located on the inner periphery of the port's opening on one chamber side and against which the inner periphery of the stacked leaf valve is stacked, and an annular valve seat that is located on the outer periphery of the port's opening on one chamber side, surrounds the port, and against which the free end of the stacked leaf valve abuts.
- the pressure in the other chamber increases, causing the hydraulic oil in the other chamber to try to move through the port to the one chamber where the pressure is lower.
- the stacked leaf valve then receives the pressure from the other chamber at its front side, which is the side of the piston, and bends its outer periphery, which is its free end, away from the valve seat, opening the port and providing resistance to the flow of hydraulic oil passing through, generating a damping force.
- the first leaf valve whose free end rests on the piston's valve seat, has its inner periphery supported by the piston's boss and its outer periphery supported by the piston's valve seat, but the section between its fixed end and free end faces the annular recess formed between the piston's boss and the valve seat and is not supported in any way. Therefore, when hydraulic oil enters between the first and second leaf valves, the pressure between the first and second leaf valves increases, pressing the first leaf valve from its back side, causing the section of the first leaf valve between its fixed end and free end to bend convexly toward the piston, placing great stress on the first leaf valve and potentially causing it to fatigue.
- the present invention therefore aims to provide a valve and shock absorber that allows for greater freedom in setting damping force characteristics.
- the valve of the present invention comprises an annular valve seat member having a port and an annular valve seat surrounding the outlet end of the port, and a laminated leaf valve stacked on the valve seat member to open and close the port.
- the laminated leaf valve comprises an annular first leaf valve whose outer periphery sits on the valve seat and is stacked on the valve seat member, and has a pressure relief hole connected to the port, and an annular second leaf valve stacked on the opposite side of the valve seat member from the first leaf valve to block the pressure relief hole.
- the valve seat member has a land portion that protrudes from the inner periphery of the valve seat on the first leaf valve side toward the first leaf valve, and even when the first leaf valve abuts the land portion, at least a portion of the pressure relief hole is connected to the port.
- a land portion is provided on the first leaf valve side of the valve seat member, and even when the first leaf valve abuts against the land portion, at least a portion of the pressure relief hole remains in communication with the port. This prevents the first leaf valve from bending toward the valve seat member without the land portion stopping the flow of liquid passing through the pressure relief hole.
- FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a shock absorber to which a valve according to this embodiment is applied.
- FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the valve of this embodiment.
- FIG. 3 is a plan view of the first leaf valve in the valve of this embodiment.
- FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the valve during the contraction process.
- FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a part of a modified valve.
- the valve V in one embodiment is applied to the piston portion of a shock absorber D, and includes a piston 2 as a valve seat member having a compression side port 2d as a port, and a compression side laminated leaf valve 1 as a laminated leaf valve stacked on the piston 2 to open and close the compression side port 2d.
- the shock absorber D to which the valve V is applied comprises a shock absorber body A that is extendable and contractible and has a cylinder 10 as an outer tube and a rod 11 that is movably inserted into the cylinder 10, and a valve V that is provided between two working chambers, an expansion-side chamber R1 and a compression-side chamber R2, provided within the shock absorber body A.
- This shock absorber D is used by being interposed between the body and axle of a vehicle (not shown), suppressing vibrations of the body and wheels.
- the shock absorber D that includes the valve V of the present invention may of course be used in applications other than vehicles, and may also be used for applications other than shock absorbers. In this way, the purpose of use of the valve V of the present invention can be changed as appropriate.
- the shock absorber main body A comprises a cylindrical cylinder 10 with a bottom as an outer tube, a rod 11 that is movably inserted into the cylinder 10, and a piston 2 that serves as a valve seat member connected to the rod 11 and movably inserted into the cylinder 10, and that divides the interior of the cylinder 10 into an extension-side chamber R1 and a compression-side chamber R2 that serve as working chambers.
- a bracket (not shown) is attached to the base end of the rod 11, which is the upper end in Figure 1, and the rod 11 is connected to one of the vehicle body and the axle via this bracket (not shown).
- a bracket (not shown) is also attached to the bottom 10a of the cylinder 10, and the cylinder 10 is connected to the other of the vehicle body and the axle via this bracket (not shown).
- shock absorber D is mounted between the vehicle body and the axle.
- rod 11 moves in and out of cylinder 10, expanding and contracting shock absorber D, and piston 2 moves up and down (axially) within cylinder 10.
- the shock absorber main body A also has an annular rod guide 13 that closes the upper end of the cylinder 10 and through which the rod 11 is slidably inserted. Therefore, the inside of the cylinder 10 is an enclosed space.
- a free piston 14 is slidably inserted into the cylinder 10 on the opposite side of the piston 2 from the rod 11.
- a liquid chamber L is formed above the free piston 14 within the cylinder 10, and an air chamber G is formed below it. Furthermore, the liquid chamber L is divided by the piston 2 into an extension-side chamber R1 on the rod 11 side and a compression-side chamber R2 on the piston 2 side, with the extension-side chamber R1 and compression-side chamber R2 each filled with liquid.
- the liquid filled within the shock absorber body A may be hydraulic oil, water, an aqueous solution, or other liquid. Meanwhile, compressed air or a gas such as nitrogen gas is sealed in the air chamber G.
- shock absorber D is a single-rod, single-cylinder shock absorber, and when shock absorber D extends or retracts, air chamber G is expanded or contracted by free piston (movable partition) 14, thereby compensating for the volume of rod 11 moving in and out of cylinder 10.
- the configuration for this volume compensation can also be modified as appropriate.
- the free piston 14 and air chamber G are eliminated and an outer tube is provided on the outside of cylinder 10, and a reservoir that stores liquid and gas is formed between the cylinder 10 and the outer tube, making the shock absorber a twin-cylinder shock absorber, the reservoir can be used to compensate for the volume of rod 11 moving in and out of cylinder 10.
- the reservoir may also be formed in a tank separate from cylinder 10.
- Shock absorber D may also be configured as a double-rod shock absorber in which piston 2 is attached to the center of rod 11 and the ends of rod 11 protrude outside cylinder 10 from both ends.
- the rod 11 has a reduced outer diameter at the tip end, and is equipped with a small diameter section 11a with a smaller outer diameter at the tip end, a large diameter section 11b with a larger outer diameter than the small diameter section 11a and located above the small diameter section 11a in Figure 1, a step section 11c located at the boundary between the small diameter section 11a and the large diameter section 11b, and a threaded section 11d located on the outer periphery of the tip end of the small diameter section 11a.
- the valve V is attached to the rod 11 and applied to the piston portion of the shock absorber D.
- the piston 2 serving as the valve seat member of the valve V is annular and fitted onto the outer periphery of the small diameter portion 11a of the rod 11, and is fixed to the rod 11 by a piston nut 15 that is threaded onto the threaded portion 11d of the rod 11.
- the piston 2 is also attached to the rod 11, with its outer periphery sliding against the inner periphery of the cylinder 10, dividing the interior of the cylinder 10 into an extension-side chamber R1 and a compression-side chamber R2 that serve as working chambers.
- the piston 2 comprises an annular main body portion 2a, a cylindrical portion 2b provided on the outer periphery of the lower end of the main body portion 2a in FIG. 2, an annular compression side boss portion 2c provided on the inner periphery of the upper end of the main body portion 2a in FIG. 2, compression side ports 2d as multiple ports spaced apart in the circumferential direction on the outer periphery of the compression side boss portion 2c of the main body portion 2a and penetrating the main body portion 2a in the axial direction, and an upper opening of the compression side port 2d together with the compression side boss portion 2c provided on the outer periphery of the compression side port 2d at the upper end of the main body portion 2a in FIG. 2.
- an annular recess 2f is provided between the compression side valve seat 2e and the compression side boss portion 2c at the upper end of the main body portion 2a in FIG. 2; an expansion side port 2g is provided at the lower end of the main body portion 2a in FIG. 2, opening from the inner peripheral side of the compression side port 2d and opening at the upper end of the main body portion 2a in FIG. 2, further outward than the compression side valve seat 2e; and an annular expansion side valve seat 2h is provided at the lower end of the main body portion 2a in FIG. 2, between the compression side port 2d and the expansion side port 2g.
- the piston 2 of this embodiment also has land portions 2k, which are protrusions that protrude upward in Figure 2 from the bottom of the annular recess 2f.
- a plurality of land portions 2k are provided radially inward of each compression side port 2d and spaced apart in the circumferential direction.
- the upper end surface (tip surface) of each land portion 2k in Figure 2 is set to be tangent to a line connecting the upper end surface of the compression side boss portion 2c and the upper end surface of the compression side valve seat 2e. While the land portions 2k are provided radially inward of each compression side port 2d, they may be located elsewhere than radially inward of the compression side port 2d.
- the tip surface of the land portion 2k is the end surface that abuts against the first leaf valve 1a when it deflects toward the piston 2, or that abuts against the first leaf valve 1a in advance to prevent the first leaf valve 1a from deflecting toward the annular recess 2f.
- Piston rings 2i are attached to the outer peripheries of the main body portion 2a and the cylindrical portion 2b, with their outer peripheries in sliding contact with the inner periphery of the cylinder 10.
- the compression side boss portion 2c is provided on the inner periphery of the upper end of the main body portion 2a in Figure 2, is annular, and protrudes upward beyond the annular recess 2f provided on the outer periphery, and has a flat surface at its upper end on which the compression side stacked leaf valve 1 is stacked.
- the compression side valve seat 2e is annular and is located on the outer periphery of the upper end of the main body 2a in Figure 2, functioning as a valve seat on which the compression side stacked leaf valve 1 seats and leaves. It protrudes upward beyond the annular recess 2f and the outlet end of the compression side port 2d, and has a flat surface at its upper end on which the compression side stacked leaf valve 1 seats and leaves.
- the compression side ports 2d are provided at the expansion side chamber end, which is the upper end of the main body 2a in Figure 2, at equal intervals on the same circumference on the outer periphery of the compression side boss portion 2c in Figure 2, and open at the upper end of the main body 2a in Figure 2, extend along the axial direction, and connect to the lower end of the main body 2a. Furthermore, the compression side ports 2d are at the upper end of the main body 2a in Figure 2, and open to the inner periphery of the annular compression side valve seat 2e. Furthermore, the compression side ports 2d are at the lower end of the main body 2a in Figure 2, and open to the outer periphery of the expansion side valve seat 2h. In this way, the compression side ports 2d communicate between the expansion side chamber R1 and the compression side chamber R2.
- the lower end of the main body 2a in Figure 2 is provided with an expansion-side boss 2j and an expansion-side valve seat 2h arranged on the outer periphery of the expansion-side boss 2j.
- Both the expansion-side boss 2j and the expansion-side valve seat 2h are annular and protrude axially from the lower end of the main body 2a, with an annular groove formed between the expansion-side boss 2j and the expansion-side valve seat 2h.
- the expansion-side port 2g opens from an annular groove between the expansion-side boss 2j and the expansion-side valve seat 2h at the compression-side chamber end, which is the lower end of the main body 2a in Figure 2, and leads to the outer periphery of the compression-side valve seat 2e at the upper end of the main body 2a in Figure 2, connecting the expansion-side chamber R1 and the compression-side chamber R2.
- the expansion-side ports 2g pass obliquely between the compression-side ports 2d, 2d of the main body 2a so as not to interfere with the compression-side port 2d, and open to the outer periphery of the compression-side valve seat 2e at the upper end of the main body 2a in Figure 2.
- a plurality of expansion-side ports 2g are provided at equal intervals around the circumferential direction of the main body 2a.
- the compression side laminated leaf valve 1 is formed by stacking multiple leaf valves made of circular annular plates. It is stacked on the upper end of the piston 2 (as shown in Figure 2) which serves as the valve seat member, and is fixed together with the piston 2 to the outer periphery of the small diameter portion 11a of the rod 11.
- the compression side stacked leaf valve 1 has the first leaf valve 1a, which is positioned closest to the piston 2 and abuts against the piston 2, with its inner circumferential side abutting against the compression side boss portion 2c as the fixed end 1a1 fixed to the rod 11, and its outer circumferential side abutting against the compression side boss portion 2c as the free end 1a2, while being allowed to bend in the direction away from the piston 2 and seated on and off the compression side valve seat 2e.
- the first leaf valve 1a has a plurality of pressure relief holes 1a3 arranged at equal intervals in the circumferential direction in a portion facing the annular recess 2f and communicating with the compression side port 2d, and a plurality of notches 1a4 arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer periphery.
- the pressure relief holes 1a3 and the notches 1a4 are arranged independently of each other, but the pressure relief holes 1a3 may also communicate with the notches 1a4.
- the number of pressure relief holes 1a3 is not particularly limited and may be one.
- the pressure relief hole 1a3 is a circular hole, but the shape of the pressure relief hole 1a3 is not particularly limited.
- the second leaf valve 1b which is stacked on the back side of the first leaf valve 1a, is an annular plate with the same inner and outer diameters as the first leaf valve 1a, and closes the pressure relief hole 1a3 of the first leaf valve 1a from the back side. Since it is sufficient for the second leaf valve 1b to be able to close the pressure relief hole 1a3 from the back side, the outer diameter of the second leaf valve 1b is not particularly limited, as long as the outer peripheral edge of the second leaf valve 1b is positioned more radially outward than the pressure relief hole 1a3 of the first leaf valve 1a when the second leaf valve 1b is stacked on the back side of the first leaf valve.
- the thickness of the first leaf valve 1a is equal to or less than the thickness of the second leaf valve 1b, and the flexural rigidity of the first leaf valve 1a is equal to or less than the flexural rigidity of the second leaf valve 1b.
- the thickness of the first leaf valve 1a may be made thicker than the second leaf valve 1b, and the flexural rigidity of the first leaf valve 1a may be made higher than the flexural rigidity of the second leaf valve 1b.
- the first leaf valve 1a is provided with a pressure relief hole 1a3 that faces the annular recess 2f and communicates with the compression side port 2d, so the liquid that has entered between the first leaf valve 1a and the second leaf valve 1b is discharged to the piston 2 side through the pressure relief hole 1a3 and flows into the compression side chamber R2 through the compression side port 2d.
- the land portion 2k supports the intermediate portion between the compression side boss portion 2c and the compression side valve seat 2e of the compression side laminated leaf valve 1, causing this intermediate portion to bend convexly toward the annular recess 2f, preventing large stress from acting on the compression side laminated leaf valve 1.
- the tip surface of the land portion 2k that abuts against the compression side laminated leaf valve 1 is set to be tangent to the straight line connecting the upper end surface of the compression side boss portion 2c and the upper end surface of the compression side valve seat 2e. Therefore, when the compression side laminated leaf valve 1 is supported by the land portion 2k, the section from the part of the compression side laminated leaf valve 1 that abuts against the outer edge of the compression side boss portion 2c to the inner edge of the compression side valve seat 2e is supported without bending toward the annular recess 2f along the way.
- the middle portion of the compression side laminated leaf valve 1 is supported by the land portion 2k without bending toward the piston 2 under pressure from the expansion side chamber R1, fatigue of the entire compression side laminated leaf valve 1 is effectively suppressed. Furthermore, since the land portion 2k is required to be able to support the middle portion of the compression side stacked leaf valve 1 without interfering with the seating of the compression side stacked leaf valve 1 on the compression side valve seat 2e, the height of the tip surface of the land portion 2k that abuts against the compression side stacked leaf valve 1 may be set to be less than the height of the tangent to the line connecting the upper end surface of the compression side boss portion 2c and the upper end surface of the compression side valve seat 2e, as long as it can prevent excessive stress from acting on the first leaf valve 1a when the first leaf valve 1a bends toward the annular recess 2f.
- the tip surface of the land portion 2k in this embodiment is offset radially inward relative to the pressure relief hole 1a3 when in contact with the first leaf valve 1a, so that the land portion 2k does not completely block the pressure relief hole 1a3.
- the tip surface of the land portion 2k in this embodiment is offset radially inward relative to the pressure relief hole 1a3 when in contact with the first leaf valve 1a, so that the land portion 2k does not completely block the pressure relief hole 1a3.
- the tip surface of the land portion 2k in this embodiment is offset radially inward relative to the pressure relief hole 1a3 when in contact with the first leaf valve 1a, so that the land portion 2k does not completely block the pressure relief hole 1a3.
- the land portion 2k should be configured so as not to completely block the pressure relief hole 1a3 when the first leaf valve 1a bends toward the piston 2 and abuts against the land portion 2k.
- the tip surface of the land portion 2k is positioned radially offset from the pressure relief hole 1a3, but it is sufficient that the tip surface of the land portion 2k is positioned offset from the pressure relief hole 1a3.
- the tip surface of the land portion 2k being offset from the pressure relief hole 1a3 means that the tip surface of the land portion 2k faces a portion of the first leaf valve 1a other than the pressure relief hole 1a3 in the axial direction, and is in a position that does not block the pressure relief hole 1a3.
- the land portion 2k may be positioned radially outwardly of the pressure relief hole 1a3. Also, while the land portion 2k is shown facing part of the pressure relief hole 1a3, the land portion 2k may be positioned so that it does not face the pressure relief hole 1a3 at all, so that it does not block the pressure relief hole 1a3 at all.
- the tip surface of the land portion 2k is positioned radially offset from the pressure relief hole 1a3 while abutting against the first leaf valve 1a, so that the land portion 2k does not completely block the pressure relief hole 1a3 when abutting against the first leaf valve 1a, and at least a portion of the pressure relief hole 1a3 communicates with the compression side port 2d.
- the tip surface of the land portion 2k may be positioned circumferentially offset from the pressure relief hole 1a3, so that the land portion 2k does not completely block the pressure relief hole 1a3, and at least a portion of the pressure relief hole 1a3 communicates with the compression side port 2d.
- the first leaf valve 1a must be carefully stacked on the piston 2 so that the pressure relief hole 1a3 is not blocked by the land portion 2k.
- the piston 2 and first leaf valve 1a are automatically centered and radial movement is restricted when they are fitted onto the outer periphery of the small diameter portion 11a of the rod 11. Therefore, simply stacking the first leaf valve 1a on the piston 2 does not block the entire pressure relief hole 1a3, and at least a portion of the pressure relief hole 1a3 communicates with the compression side port 2d. This improves the ease of assembly of the valve V.
- a notch 1a4 is formed on the outer periphery of the first leaf valve 1a. Even when the compression side stacked leaf valve 1 closes the outlet end of the compression side port 2d, the orifice formed by the notch 1a4 allows flow in both directions between the expansion side chamber R1 and the compression side chamber R2, and provides resistance to the flow of liquid passing through.
- the method of forming the orifice can be changed as appropriate. For example, an engraving may be formed on the compression side valve seat 2e, and the orifice may be formed by this engraving. However, the orifice may be omitted.
- the expansion-side laminated leaf valves 3 are stacked below the piston 2 in Figure 1.
- the expansion-side laminated leaf valves 3 are formed by stacking multiple leaf valves made of annular plates. They are stacked at the lower end of the piston 2 in Figure 2 as a valve seat member, and are fixed to the outer periphery of the small diameter portion 11a of the rod 11 together with the piston 2.
- the inner periphery of the lowermost expansion-side laminated leaf valve 3 abuts against the expansion-side boss portion 2j, with the inner periphery fixed to the rod 11 being the fixed end and the outer periphery being the free end.
- the expansion-side laminated leaf valves 3 are allowed to flex in the direction away from the piston 2 on the outer periphery, which is the free end, causing the outer periphery to come into and out of contact with the expansion-side valve seat 2h.
- valve stopper 4 compression side laminated leaf valve 1, piston 2, and extension side laminated leaf valve 3 configured in this manner are assembled in this order to the outer periphery of the small diameter portion 11a of the rod 11, and then clamped between the piston nut 15, which is threadedly coupled to the threaded portion 11d of the small diameter portion 11a, and the step portion 11c of the rod 11, and fixed to the rod 11.
- Valve V and shock absorber D are configured as described above, and their operation is explained below.
- shock absorber D expands or contracts, and the piston speed is in the low-speed range, and the pressure difference between the expansion-side chamber R1 and the compression-side chamber R2 is less than the valve-opening pressure of expansion-side laminated leaf valve 1 and expansion-side laminated leaf valve 3
- liquid passes through the orifice formed by notch 1a4 in compression-side laminated leaf valve 1, flowing from expansion-side chamber R1 to compression-side chamber R2 during expansion, and from compression-side chamber R2 to expansion-side chamber R1 during contraction. Resistance is then applied to the flow of liquid by the orifice.
- an orifice is provided only in the compression side laminated leaf valve 1, but an orifice may also be provided in the expansion side laminated leaf valve 3.
- the orifice in the compression side laminated leaf valve 1 may be omitted, and an orifice may be provided only in the expansion side laminated leaf valve 3.
- compression-side chamber R2 when shock absorber D contracts, pressure within compression-side chamber R2 acts on the front surface, which is the underside in the figure, of compression-side stacked leaf valve 1 through compression-side port 2d. This pressure causes the free end 1a2 of the first leaf valve 1a of compression-side stacked leaf valve 1 to bend and move away from compression-side valve seat 2e, opening compression-side port 2d. As a result, the liquid in compression-side chamber R2 moves to expansion-side chamber R1 through the gap created between compression-side stacked leaf valve 1 and compression-side valve seat 2e.
- compression side stacked leaf valve 1 resists the flow of fluid from compression side chamber R2 to expansion side chamber R1, increasing the pressure in compression side chamber R2, causing shock absorber D to generate a compression side damping force that impedes contraction.
- the pressure in the compression side chamber R2 also acts on the underside of the second leaf valve 1b through the pressure relief holes 1a3 formed in the first leaf valve 1a, but the total opening area of the pressure relief holes 1a3 is much smaller than the pressure-receiving area of the first leaf valve 1a. Therefore, as shown in Figure 4, when the first leaf valve 1a bends and opens the compression side port 2d, the second leaf valve 1b also bends along with the first leaf valve 1a, and the pressure relief hole 1a3 remains blocked by the second leaf valve 1b, so no flow resistance is generated by the pressure relief hole 1a3.
- the free piston 14 moves downward in FIG. 1 in accordance with the volume of the rod 11 entering the cylinder 10, thereby reducing the air chamber G and compensating for the volume of the rod 11 entering the cylinder 10.
- the first leaf valve 1a of the expansion-side stacked leaf valve 1 is formed with a pressure relief hole 1a3 that communicates with the compression-side port 2d. Therefore, even if liquid enters between the first leaf valve 1a and the second leaf valve 1b, the liquid is discharged to the piston 2 side through the pressure relief hole 1a3 and flows into the expansion-side chamber R2 through the compression-side port 2d.
- the portion of the first leaf valve 1a that faces the annular recess 2f and is not supported by the piston 2 is less likely to deflect convexly toward the piston 2, thereby preventing fatigue of the first leaf valve 1a.
- the thickness of the first leaf valve 1a can be reduced and its flexural rigidity can be lowered.
- the thickness and flexural rigidity of the first leaf valve 1a can be freely set, thereby increasing the degree of freedom in setting the damping force characteristics of the valve V.
- the flow resistance of the orifice varies depending on the size of the flow area of the orifice, but as mentioned above, by providing the pressure relief hole 1a3 in the first leaf valve 1a, the thickness of the first leaf valve 1a can be freely set, which also improves the freedom to adjust the flow area of the orifice.
- the thickness of the first leaf valve 1a can be reduced, allowing the flow area of the orifice to be smaller than in the past, improving the freedom to adjust the flow area of the orifice.
- the piston 2 is provided with a land portion 2k that protrudes from the bottom of the annular recess 2f toward the first leaf valve 1a and supports the compression side stacked leaf valve 1 from the piston 2 side.
- the land portion 2k is provided so as not to completely block the pressure relief hole 1a3. In other words, even if the first leaf valve 1a abuts against the land portion 2k, at least a portion of the pressure relief hole 1a3 remains in communication with the compression side port 2d. Therefore, the land portion 2k prevents the compression side stacked leaf valve 1 from bending toward the piston 2 without stopping the flow of liquid passing through the pressure relief hole 1a3.
- the land portion 2k can prevent the first leaf valve 1a from bending.
- valve V in this embodiment comprises: piston 2 as a valve seat member having a compression side port 2d as a port and a compression side valve seat 2e as an annular valve seat surrounding the outlet end of compression side port 2d; and compression side laminated leaf valve 1 as a laminated leaf valve stacked on piston 2 to open and close compression side port 2d.
- Compression side laminated leaf valve 1 comprises an annular first leaf valve 1a stacked on piston 2 with its outer periphery seated on compression side valve seat 2e and having a pressure relief hole 1a3 communicating with compression side port 2d; and an annular second leaf valve 1b stacked on the opposite piston side of first leaf valve 1a to close pressure relief hole 1a3.
- Piston 2 has land portion 2k that protrudes from the inner periphery of compression side valve seat 2e on the first leaf valve 1a side toward first leaf valve 1a, and even when first leaf valve 1a abuts against land portion 2k, at least a portion of pressure relief hole 1a3 communicates with compression side port 2d.
- the first leaf valve 1a is provided with a pressure relief hole 1a3 that communicates with the compression side port 2d, so the liquid that has gotten between the first leaf valve 1a and the second leaf valve 1b is discharged to the compression side port 2d through the pressure relief hole 1a3.
- the valve V of this embodiment offers greater freedom in setting the damping force characteristics.
- a land portion 2k is provided on the side of the first leaf valve 1a of the piston 2, and even when the first leaf valve 1a abuts against the land portion 2k, at least a portion of the pressure relief hole 1a3 remains in communication with the compression side port 1d. Therefore, the land portion 2k does not stop the flow of liquid passing through the pressure relief hole 1a3, and it is possible to prevent the first leaf valve 1a from bending toward the piston 2.
- the thickness of the first leaf valve 1a can be freely set, when forming an orifice by providing a notch 1a4 on the outer periphery of the first leaf valve 1a, the degree of freedom in adjusting the flow area of the orifice can be improved by changing the thickness of the first leaf valve 1a.
- the tip surface of the land portion 2k is offset radially from the pressure relief hole 1a3 while abutting against the first leaf valve 1a.
- the land portion 2k is positioned radially inward relative to the pressure relief hole 1a3, but it may also be positioned radially outward relative to the pressure relief hole 1a3.
- the land portion 2k faces part of the pressure relief hole 1a3, but the land portion 2k may be positioned so that it does not face the pressure relief hole 1a3 at all, so as not to block the entire pressure relief hole 1a3.
- the thickness of the first leaf valve 1a is equal to or less than the thickness of the second leaf valve 1b.
- the first leaf valve 1a is formed by punching out a plate-shaped base material with a die, but in the valve V configured in this manner, the thickness of the first leaf valve 1a is thin, which reduces wear on the die and allows the first leaf valve 1a to be formed with high precision.
- the flexural rigidity of the first leaf valve 1a is equal to or less than the flexural rigidity of the second leaf valve 1b.
- the flexural rigidity of the first leaf valve 1a had to be increased to improve its durability, but in the valve V of this embodiment, the provision of the pressure relief hole 1a3 in the first leaf valve 1a makes it possible to reduce the flexural rigidity of the first leaf valve 1a. This prevents the damping force exerted by the valve V from becoming excessive, and prevents a deterioration in the ride comfort of the vehicle when a shock absorber D equipped with the valve V is installed in the vehicle.
- the thickness of the first leaf valve 1a is set to be equal to or less than the thickness of the second leaf valve 1b, thereby making the flexural rigidity of the first leaf valve 1a equal to or less than the flexural rigidity of the second leaf valve 1b.
- the flexural rigidity of the first leaf valve 1a may be made equal to or less than the flexural rigidity of the second leaf valve 1b by changing the material of the first leaf valve 1a.
- the thickness and flexural rigidity of the first leaf valve 1a can be set as desired, and the thickness of the first leaf valve 1a may be made thicker than that of the second leaf valve 1b, so that the flexural rigidity of the first leaf valve 1a is higher than that of the second leaf valve 1b.
- the first leaf valve 1a has multiple pressure relief holes 1a3 formed in it.
- liquid that has entered between the first leaf valve 1a and the second leaf valve 1b is quickly discharged to the compression side port 2d from multiple locations, further preventing the first leaf valve 1a from bending toward the piston 2.
- the pressure relief holes 1a3 are arranged at equal intervals around the circumference of the first leaf valve 1a, so any liquid that gets between the first leaf valve 1a and the second leaf valve 1b is discharged evenly around the circumference of the first leaf valve 1a. This prevents the portion of the first leaf valve 1a far from the pressure relief holes 1a3 from bending toward the piston 2.
- the pressure relief holes 1a3 may be arranged unevenly around the circumference of the first leaf valve 1a to adjust the ease of circumferential deflection of the first leaf valve 1a, thereby adjusting the damping force characteristics of the valve V.
- the flexural rigidity of the first leaf valve 1a can be adjusted, thereby adjusting the damping force characteristics of the valve V.
- the number of pressure relief holes 1a3 is not particularly limited and may be one.
- the valve V of this embodiment multiple land portions 2k are provided intermittently in the circumferential direction, but a single annular or C-shaped land portion 2k may also be provided.
- the shape of the land portion 2k is not particularly limited as long as it does not completely block the pressure relief hole 1a3; for example, it may be arc-shaped or a shape other than arc-shaped.
- the land portion 2k is annular, the shape of the mold used to sinter the piston 2 does not need to be complex, improving the formability of the piston 2.
- the land portion 2k is annular, the space between the annular recess 2f and the first leaf valve 1a is divided into inner and outer circumferential sides of the land portion 2k.
- the land portion 2k is located on the inner circumferential side of the compression-side port 2d, when the compression-side stacked leaf valve 1 opens, at the beginning of deflection of the first leaf valve 1a, only the portion of the first leaf valve 1a outer than the portion that abuts against the land portion 2k becomes the pressure-receiving area that receives the pressure of the compression-side chamber R2; and when the first leaf valve 1a deflects until it is separated from the land portion 2k, the portion inner than the portion that abuts against the land portion 2k also becomes part of the pressure-receiving area.
- the radial width of the tip surface of the land portion 2k may be made narrower than the radial width of the pressure relief hole 1a3, so that the inner and outer circumferential sides of the land portion 2k communicate with each other through the pressure relief hole 1a3 when the first leaf valve 1a abuts against the tip surface of the land portion 2k.
- the radial width of the tip surface of land portion 2k is set narrower than the radial width of pressure relief hole 1a3, and the tip surface of land portion 2k is positioned opposite pressure relief hole 1a3 so that there is a gap between the outer peripheral edge of the tip surface of land portion 2k and the outer peripheral edge of pressure relief hole 1a3, and between the inner peripheral edge of the tip surface of land portion 2k and the inner peripheral edge of pressure relief hole 1a3. This allows the inner and outer peripheral sides of land portion 2k to communicate via pressure relief hole 1a3.
- the size of the gaps formed between the inner edge of the pressure relief hole 1a3 and the inner edge of the land portion 2k, and between the outer edge of the pressure relief hole 1a3 and the outer edge of the land portion 2k, are not particularly limited, but if the gaps are set to a size that does not provide resistance to the flow of liquid passing through, the pressure on the inner and outer sides of the land portion 2k will quickly equalize, making it less likely that the size of the pressure-receiving area of the first leaf valve 1a will change.
- the land portion 2k is annular, but the land portion 2k may have an annular shape other than annular.
- the shock absorber D of this embodiment also includes a cylinder 10 as an outer tube, a rod 11 inserted into the cylinder 10 so as to be axially movable, a shock absorber main body A having at least an expansion-side chamber R1 and a compression-side chamber R2 as working chambers through which fluid flows as the rod 11 moves relative to the cylinder 10, and a valve V provided between the expansion-side chamber R1 and the compression-side chamber R2.
- the shock absorber D configured in this manner includes the valve V, which improves the design freedom of the damping force characteristics.
- the valve V of the shock absorber D may be replaced with the valve V1 of the modified example shown in Figure 5.
- the port may be the expansion-side port 2g, and the valve of the present invention may be applied to a valve that generates an expansion-side damping force.
- the shock absorber D is a twin-tube shock absorber that has an outer shell as an outer tube around the outer periphery of the cylinder and a reservoir between the cylinder and the outer shell, a valve seat member may be provided between the compression-side chamber and the reservoir, and valve V may be provided between the compression-side chamber and the reservoir.
- first leaf valve 1a and second leaf valve 1b which are located on the compression-side chamber side of the valve seat member, are subjected to large back pressure when the shock absorber D contracts, and therefore the pressure that enters between the first leaf valve 1a and the second leaf valve 1b also increases. Therefore, providing a pressure relief hole 1a3 in the first leaf valve 1a more effectively suppresses fatigue of the first leaf valve 1a.
- the compression side stacked leaf valve 1 (stacked leaf valve) opens the compression side port 2d (port) by bending the outer peripheral end of the leaf valve, whose inner peripheral end is fixed to the outer periphery of the rod 11.
- the compression side stacked leaf valve 1 may also be a floating valve in which the entire leaf valve moves toward and away from the piston 2 (valve seat member) to open and close the compression side port 2d (port).
- 1 Compression side stacked leaf valve (stacked leaf valve), 1a: First leaf valve, 1a3: Pressure relief hole, 1b: Second leaf valve, 2: Piston (valve seat member), 2d: Compression side port (port), 2e: Compression side valve seat (valve seat), 2k: Land portion, 10: Cylinder (outer tube), 11: Rod, A: Shock absorber body, R1: Rebound side chamber (operating chamber), R2: Compression side chamber (operating chamber), V, V1: Valve
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Abstract
本発明のバルブ(V)は、圧側ポート(2d)と圧側ポート(2d)の出口端を囲う環状の圧側弁座(2e)とを有するピストン(2)と、ピストン(2)に積層されて圧側ポート(2d)を開閉する圧側積層リーフバルブ(1)とを備え、圧側積層リーフバルブ(1)は、環状であって外周側が圧側弁座(2e)に着座してピストン(2)に積層されるとともに圧側ポート(2d)に連通される圧抜き孔(1a3)を有する第1リーフバルブ(1a)と、第1リーフバルブ(1a)の反ピストン側に積層されて圧抜き孔(1a3)を閉塞する環状の第2リーフバルブ(1b)とを有し、ピストン(2)は、第1リーフバルブ(1a)側における圧側弁座(2e)の内周側から第1リーフバルブ(1a)側に突出するランド部(2k)を有し、第1リーフバルブ(1a)がランド部(2k)に当接しても、圧抜き孔(1a3)の少なくとも一部が圧側ポート(2d)と連通する。
Description
本発明は、バルブおよび緩衝器に関する。
緩衝器は、たとえば、車両における乗心地を向上する目的で、車両における車体と車軸との間に介装されて使用され、伸縮時に発揮する減衰力で車体および車輪の振動を抑制する。
このような緩衝器は、たとえば、JP2021-143696Aに開示されているように、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドと、ピストンロッドの一端に連結されてシリンダ内を一方室と他方室に区画するとともに一方室と他方室を連通するポートを有するピストンと、環状であって内周側を固定端としてピストンロッドに固定され外周側を自由端として撓みが許容された状態でピストンの一方室側に積層されてポートの一方室側開口を閉塞する複数のリーフバルブを積層して構成される積層リーフバルブとを備えている。そして、バルブはピストンとリーフバルブとで構成されている。
また、ピストンは、ポートの一方室側開口の内周側に設けられて積層リーフバルブの内周側が積層されるボス部と、ポートの一方室側開口の外周側に設けられてポートを囲って積層リーフバルブの自由端側が当接する環状の弁座とを備えている。
そして、ピストンが他方室を圧縮する方向に移動すると、他方室の圧力が高くなるので、他方室の作動油はポートを通じて圧力が低い一方室へ移動しようとする。すると、積層リーフバルブは、他方室の圧力をピストン側面となる正面で受けて自由端である外周側を撓ませて弁座から離間させてポートを開放しつつ、通過する作動油の流れに抵抗を与えて減衰力を発生させる。
他方、ピストンが一方室を圧縮する方向に移動すると、一方室の圧力が高くなるが、積層リーフバルブはピストンの一方室側端に積層されていて、一方室の圧力を反ピストン側面となる背面で受けてピストンへ押し付けられるため、ポートを閉塞して作動油の通過を阻止する。
従来のバルブでは、ピストンが一方室を圧縮する方向に移動して一方室の圧力が高くなると、最もピストン側に配置されてピストンに当接する1番目のリーフバルブと、1番目のリーフバルブの背面に積層される2番目のリーフバルブとの間に作動油が入り込むことがある。
そして、自由端がピストンの弁座に着座している1番目のリーフバルブは、内周がピストンのボス部に支持されるとともに外周がピストンの弁座に支持されているが、固定端と自由端の間の部分は、ピストンのボス部と弁座の間に形成される環状凹部と対向して、何ら支持されていない。そのため、1番目のリーフバルブと2番目のリーフバルブとの間に作動油が入り込むと、1番目のリーフバルブと2番目のリーフバルブの間の圧力が上昇して、1番目のリーフバルブが背面側から押圧されるため、1番目のリーフバルブの固定端と自由端の間の部分がピストン側に凸状に撓んで、1番目のリーフバルブに大きな応力が作用し、1番目のリーフバルブを疲労させてしまう可能性がある。
1番目のリーフバルブの疲労を軽減するためには、1番目のリーフバルブの厚みを厚くしたり、1番目のリーフバルブの撓み剛性を高くして、1番目のリーフバルブの耐久性を高める方法が考えられるが、1番目のリーフバルブの耐久性を高くすると積層リーフバルブの開弁圧も高くなるため、バルブの減衰力特性の設定自由度に制約が生じてしまう。
このような問題は、積層リーフバルブが、リーフバルブ全体が弁座部材に対して遠近してポートを開閉するフローティングバルブである場合であっても、同様に発生する。
そこで、本発明は、減衰力特性の設定自由度を向上できるバルブと緩衝器の提供を目的とする。
前記課題を解決するため、本発明のバルブは、環状であってポートとポートの出口端を囲う環状の弁座とを有する弁座部材と、前記弁座部材に積層されて前記ポートを開閉する積層リーフバルブとを備え、積層リーフバルブは、環状であって外周側が弁座に着座して弁座部材に積層されるとともにポートに連通される圧抜き孔を有する第1リーフバルブと、第1リーフバルブの反弁座部材側に積層されて圧抜き孔を閉塞する環状の第2リーフバルブとを有し、弁座部材は、第1リーフバルブ側における弁座の内周側から第1リーフバルブ側に突出するランド部を有し、第1リーフバルブがランド部に当接しても、圧抜き孔の少なくとも一部がポートと連通することを特徴とする。この構成によると、第1リーフバルブと第2リーフバルブを弁座部材側に押圧する圧力が作用する際に第1リーフバルブと第2リーフバルブの間に液体が入り込んでしまったとしても、第1リーフバルブにはポートと連通する圧抜き孔が設けられているので、第1リーフバルブと第2リーフバルブの間に入り込んだ液体は圧抜き孔を通じてポートへ排出される。したがって、第1リーフバルブと第2リーフバルブの間の圧力が作用して第1リーフバルブを撓ませるのを抑制でき、第1リーフバルブには第1リーフバルブを弁座部材側へ撓ませる大きな応力が作用しないので、第1リーフバルブの厚みを厚くしたり撓み剛性を向上させるなどして、第1リーフバルブの耐久性を向上させる必要がなくなる。よって、第1リーフバルブの厚みを薄くしたり、第1リーフバルブの撓み剛性を低くすることができるので、第1リーフバルブの厚みや撓み剛性を自由に設定できる。さらに、弁座部材の第1リーフバルブ側にはランド部が設けられており、第1リーフバルブがランド部に当接しても圧抜き孔の少なくとも一部がポートと連通するようになっているので、ランド部が圧抜き孔を通過する液体の流れを止めることなく第1リーフバルブの弁座部材側への撓みを防止できる。
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態におけるバルブVは、図1に示すように、緩衝器Dのピストン部に適用されており、ポートとしての圧側ポート2dを有する弁座部材としてのピストン2と、ピストン2に積層されて圧側ポート2dを開閉する積層リーフバルブとしての圧側積層リーフバルブ1とを備えている。
バルブVが適用された緩衝器Dは、図1に示すように、アウターチューブとしてのシリンダ10と、シリンダ10内に移動可能に挿入されるロッド11とを有して伸縮可能な緩衝器本体Aと、緩衝器本体A内に設けられた二つの作動室としての伸側室R1と圧側室R2との間に設けられたバルブVとを備えている。そして、この緩衝器Dの場合、図示しない車両における車体と車軸との間に介装されて使用され、車体および車輪の振動を抑制する。なお、本発明に係るバルブVを含む緩衝器Dは、車両以外に利用されてもよいのは勿論、緩衝器以外に利用されてもよい。このように、本発明に係るバルブVの利用目的は、適宜変更できる。
以下、バルブVおよび緩衝器Dの各部について詳細に説明する。まず、緩衝器Dの各部について説明すると、緩衝器本体Aは、図1に示すように、アウターチューブとしての有底筒状のシリンダ10と、シリンダ10内に移動可能に挿入されるロッド11と、ロッド11に連結されてシリンダ10内に移動可能に挿入されるとともにシリンダ10内を作動室としての伸側室R1と圧側室R2とに区画する弁座部材としてのピストン2とを備えている。
そして、ロッド11の図1中上端となる基端には、ブラケット(図示せず)が設けられており、ロッド11が図外の前記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10の底部10aにもブラケット(図示せず)が設けられており、シリンダ10が図外の前記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。そして、車両が凹凸のある路面を走行する等して車輪が車体に対して上下に振動すると、ロッド11がシリンダ10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10内を上下(軸方向)に移動する。
また、緩衝器本体Aは、シリンダ10の上端を塞ぐとともに、内周にロッド11が摺動自在に挿通される環状のロッドガイド13を備えている。よって、シリンダ10内は、密閉空間とされている。そして、そのシリンダ10内のピストン2から見てロッド11とは反対側に、フリーピストン14が摺動自在に挿入されている。
シリンダ10内におけるフリーピストン14の上側には液室Lが形成され、下側には気室Gが形成されている。さらに、液室Lは、ピストン2でロッド11側の伸側室R1とピストン2側の圧側室R2とに区画されており、伸側室R1と圧側室R2には、それぞれ液体が充填されている。なお、緩衝器本体A内に充填される液体は、作動油や水、水溶液、その他の液体等とされてもよい。その一方、気室Gには、エア、または窒素ガス等の気体が圧縮された状態で封入されている。
そして、緩衝器Dの伸長作動時にロッド11がシリンダ10から退出すると、その退出したロッド11の体積分に応じてフリーピストン14がシリンダ10内を上側へ移動して気室Gを拡大させ、ロッド11がシリンダ10内から退出した体積を補償する。反対に、緩衝器Dの収縮作動時にロッド11がシリンダ10内へ侵入し、その侵入したロッド11の体積分に応じてフリーピストン14がシリンダ10内を下側へ移動して気室Gを縮小させ、ロッド11がシリンダ10内に侵入した体積を補償する。なお、フリーピストン14に替えて、ブラダ、またはベローズ等を利用して液室Lと気室Gとを仕切っていてもよく、この仕切となる可動隔壁の構成は適宜変更できる。
前述したとおり、本実施の形態では、緩衝器Dが片ロッド、単筒型の緩衝器であり、緩衝器Dの伸縮時にフリーピストン(可動隔壁)14で気室Gを拡大または縮小させて、シリンダ10に出入りするロッド11の体積補償をする。しかし、この体積補償のための構成も適宜変更できる。たとえば、フリーピストン14と気室Gとを廃止してシリンダ10の外側にアウターチューブを設け、シリンダ10とアウターチューブとの間に液体と気体とを貯留するリザーバを形成して、緩衝器を複筒型の緩衝器にする場合、リザーバによってシリンダ10内に出入りするロッド11の体積補償をしてもよい。なお、リザーバは、シリンダ10とは別置き型のタンク内に形成されていてもよい。また、緩衝器Dは、ロッド11の中央にピストン2が装着されてシリンダ10の両端からロッド11の端部がシリンダ10外に突出する両ロッド型の緩衝器として構成されてもよい。
ロッド11は、先端側の外径が縮径されており、先端側の外径が小さい小径部11aと、小径部11aより外径が大きく小径部11aの図1中上側に設けられた大径部11bと、小径部11aと大径部11bとの境に設けられた段部11cと、小径部11aの先端外周に設けられた螺子部11dとを備えている。
本実施の形態のバルブVは、ロッド11に取り付けられて緩衝器Dにおけるピストン部に適用されている。バルブVを構成する弁座部材としてのピストン2は、図1に示すように、環状であってロッド11の小径部11aの外周に嵌合されており、ロッド11の螺子部11dに螺着されるピストンナット15によってロッド11に固定されている。また、ピストン2は、ロッド11に組付けられていて、外周をシリンダ10の内周に摺接させており、シリンダ10内を作動室としての伸側室R1と圧側室R2とに仕切っている。
より詳しくは、ピストン2は、環状の本体部2aと、本体部2aの図2中下端外周に設けられた筒部2bと、本体部2aの図2中上端内周に設けられた環状の圧側ボス部2cと、本体部2aの圧側ボス部2cの外周側に周方向に間隔を空けて設けられて本体部2aを軸方向に貫通する複数のポートとしての圧側ポート2dと、本体部2aの図2中上端であって圧側ポート2dの外周側に設けられて圧側ボス部2cとともに圧側ポート2dの上方の開口端である出口端を取り囲む環状の弁座としての圧側弁座2eと、本体部2aの図2中上端であって圧側弁座2eと圧側ボス部2cとの間に設けられた環状凹部2fと、本体部2aの図2中下端であって圧側ポート2dの内周側から開口して本体部2aの図2中上端であって圧側弁座2eより外周側に開口する伸側ポート2gと、本体部2aの図2中下端であって圧側ポート2dと伸側ポート2gとの間に設けられた環状の伸側弁座2hとを備えている。
また、本実施の形態のピストン2は、環状凹部2fの底部から図2中上方へ突出する突起でなるランド部2kを備えている。ランド部2kは、各圧側ポート2dの径方向で内側に周方向で間欠的に複数設けられている。また、ピストン2の断面においてランド部2kの図2中で上端面(先端面)は、圧側ボス部2cの上端面と圧側弁座2eの上端面とを結ぶ直線に接するように設定されている。さらに、ランド部2kは、各圧側ポート2dの径方向の内側に設けられているが、圧側ポート2dの径方向の内側以外に設置されてもよい。なお、ランド部2kの先端面とは、第1リーフバルブ1aがピストン2側に撓む際に当接するかあるいは第1リーフバルブ1aに予め当接して第1リーフバルブ1aの環状凹部2f側への撓みを抑制する端面である。
本体部2aと筒部2bの外周には、シリンダ10の内周に外周を摺接させるピストンリング2iが装着されている。図2に示すように、圧側ボス部2cは、本体部2aの図2中上端の内周に設けられており、環状であって外周側に設けられる環状凹部2fよりも上方側へ突出しており、上端に圧側積層リーフバルブ1が積層される平坦面を備えている。
圧側弁座2eは、環状であって本体部2aの図2中上端の外周側に設けられて圧側積層リーフバルブ1が離着座する弁座として機能し、環状凹部2fおよび圧側ポート2dの出口端よりも上方側へ突出しており、上端に圧側積層リーフバルブ1が離着座する平坦面を備えている。
圧側ポート2dは、本体部2aの図2中上端となる伸側室側端であって図2中で圧側ボス部2cの外周に同一円周上に等間隔に複数設けられており、本体部2aの図2中上端から開口して軸方向に沿って延びて本体部2aの下端にまで通じている。また、圧側ポート2dは、本体部2aの図2中上端であって、環状の圧側弁座2eの内周側に開口している。さらに、圧側ポート2dは、本体部2aの図2中下端において、伸側弁座2hの外周側に開口している。このように、圧側ポート2dは、伸側室R1と圧側室R2とを連通している。
本体部2aの図2中下端には、伸側ボス部2jと伸側ボス部2jの外周に配置される伸側弁座2hとが設けられている。伸側ボス部2jおよび伸側弁座2hは、ともに環状であって本体部2aの下端から軸方向に突出しており、伸側ボス部2jと伸側弁座2hとの間には環状溝が形成されている。
伸側ポート2gは、本体部2aの図2中下端となる圧側室側端であって伸側ボス部2jと伸側弁座2hとの間の環状溝から開口して本体部2aの図2中上端であって圧側弁座2eの外周に通じており、伸側室R1と圧側室R2とを連通している。また、伸側ポート2gは、本実施の形態では、圧側ポート2dと干渉しないように、本体部2aの圧側ポート2d,2d間を斜めに貫通して、本体部2aの図2中上端であって圧側弁座2eの外周に開口しており、本体部2aに対して周方向で等間隔に複数設けられている。
つづいて、圧側積層リーフバルブ1は、図2に示すように、円環状の環状板からなるリーフバルブを複数枚積層して形成されており、弁座部材としてのピストン2の図2中上端に積層されて、ピストン2とともにロッド11の小径部11aの外周に固定される。
圧側積層リーフバルブ1は、最もピストン2側に配置されてピストン2に当接する第1リーフバルブ1aの内周側をロッド11に固定される固定端1a1として圧側ボス部2cに当接させており、外周側を自由端1a2としてピストン2から離間する方向への撓みが許容される状態で圧側弁座2eに離着座させている。
第1リーフバルブ1aは、図2,図3に示すように、環状凹部2fと対向する部分に周方向で等間隔に複数設けられて圧側ポート2dに連通される圧抜き孔1a3と、外周部に周方向で等間隔に設けられた複数の切欠き1a4とを有している。本実施の形態では、圧抜き孔1a3と切欠き1a4はそれぞれ独立して設けられているが、圧抜き孔1a3は切欠き1a4と連通していてもよい。
なお、圧抜き孔1a3の数は、特に限定されず一つであってもよい。また、本実施の形態では、図3に示すように、圧抜き孔1a3を丸孔としているが、圧抜き孔1a3の形状は特に限定されない。
また、第1リーフバルブ1aの背面側に積層される第2リーフバルブ1bは、内径と外径が第1リーフバルブ1aと等しい環状板であって、第1リーフバルブ1aの圧抜き孔1a3を背面側から閉塞している。なお、第2リーフバルブ1bは、圧抜き孔1a3を背面側から閉塞できればよいので、第2リーフバルブ1bの外径は、第2リーフバルブ1bが第1リーフバルブの背面に積層された際に、第2リーフバルブ1bの外周端が第1リーフバルブ1aの圧抜き孔1a3よりも外周側に配置される限りにおいて、特に限定されない。
また、本実施の形態では、第1リーフバルブ1aの厚みは、第2リーフバルブ1bの厚さ以下となっており、第1リーフバルブ1aの撓み剛性は第2リーフバルブ1bの撓み剛性以下となっている。ただし、第1リーフバルブ1aの厚みを第2リーフバルブ1bよりも厚くして、第1リーフバルブ1aの撓み剛性を第2リーフバルブ1bの撓み剛性よりも高くしてもよい。
また、第2リーフバルブ1bの図2中上方には、複数のリーフバルブ(符示せず)と間座(符示せず)が積層されている。さらに、圧側積層リーフバルブ1の図2中上方には、間座(符示せず)を介して、円環状であってロッド11の小径部11aの外周に装着されるバルブストッパ4が積層されている。バルブストッパ4は、圧側積層リーフバルブ1の第1リーフバルブ1aの自由端1a2が図中でピストン2から離間する上方へ向けて撓んで圧側積層リーフバルブ1の外周部の上面が当接すると、圧側積層リーフバルブ1のそれ以上のピストン2から離間する方向への撓みを規制して圧側積層リーフバルブ1に過剰な応力が作用しないように保護する。
圧側積層リーフバルブ1は、第1リーフバルブ1aの自由端1a2を圧側弁座2eに着座させて閉弁する状態では、圧側ボス部2cと圧側弁座2eに密着して圧側ボス部2cと圧側弁座2eの間に開口する圧側ポート2dの出口端を切欠き1a4のみを介して伸側室R1に連通する一方で、図4に示すように、圧側ポート2d側からの圧力で自由端1a2を撓ませて圧側弁座2eから離間すると圧側ポート2dを開放するとともに圧側弁座2eとの間に生じた隙間を通過する液体の流れに抵抗を与える。
このように、第1リーフバルブ1aが圧側ポート2d側からの圧力を受けて撓んで圧側ポート2dを開放する際、第2リーフバルブ1bの下面にも第1リーフバルブ1aに形成された圧抜き孔1a3を通じて圧側ポート2d側からの圧力が作用するが、各圧抜き孔1a3の開口面積の合計は、第1リーフバルブ1aの受圧面積よりもはるかに小さい。また、第1リーフバルブ1aの撓み剛性は第2リーフバルブ1bよりも低い。よって、図4に示すように、第1リーフバルブ1aが撓んで圧側ポート2dを開放する際には、第2リーフバルブ1bも第1リーフバルブ1aとともに撓み、圧抜き孔1a3は第2リーフバルブ1bによって閉塞されたままとなる。
また、圧側積層リーフバルブ1が伸側室R1側の圧力によってピストン2側に押圧されて、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間に液体が入り込んでしまったとしても、第1リーフバルブ1aには環状凹部2fと対向して圧側ポート2dと連通する圧抜き孔1a3が設けられているので、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間に入り込んだ液体は圧抜き孔1a3を通じてピストン2側に排出されて圧側ポート2dを通じて圧側室R2へと流れる。
また、圧側積層リーフバルブ1が伸側室R1側の圧力によってピストン2側に押圧されても、ランド部2kが圧側積層リーフバルブ1の圧側ボス部2cと圧側弁座2eとの間の中間部分を支持して、当該中間部分が環状凹部2f側へ向けて凸状に撓んで圧側積層リーフバルブ1に大きな応力が作用しないようになっている。
ランド部2kの圧側積層リーフバルブ1に当接する先端面は、圧側ボス部2cの上端面と圧側弁座2eの上端面とを結ぶ直線に接するように設定されているので、圧側積層リーフバルブ1がランド部2kに支持されると圧側積層リーフバルブ1の圧側ボス部2cの外周縁に当接する部分から圧側弁座2eの内周縁までの間が途中で環状凹部2f側へ向けて屈曲することなく支持される。よって、圧側積層リーフバルブ1の中間部が伸側室R1からの圧力を受けてピストン2側に撓むことなくランド部2kによって支持されるので、圧側積層リーフバルブ1の全体の疲労が効果的に抑制される。なお、ランド部2kは、圧側積層リーフバルブ1の中間部分を支持できるとともに圧側積層リーフバルブ1の圧側弁座2eへの着座を阻害しなければよいので、ランド部2kの圧側積層リーフバルブ1に当接する先端面の高さは、第1リーフバルブ1aが環状凹部2f側へ撓んだときに第1リーフバルブ1aに過剰な応力が作用するのを阻止できれば、圧側ボス部2cの上端面と圧側弁座2eの上端面とを結ぶ直線に接する高さ未満に設定されてもよい。
また、本実施の形態のランド部2kの先端面は、図2に示すように、第1リーフバルブ1aに当接した状態で、圧抜き孔1a3に対して径方向で内周側にずれているため、ランド部2kが圧抜き孔1a3の全部を閉塞しないようになっている。つまり、第1リーフバルブ1aがランド部2kに当接しても、圧抜き孔1a3の少なくとも一部が圧側ポート2dと連通するようになっている。なお、ランド部2kの先端面の高さが圧側ボス部2cの上端面と圧側弁座2eの上端面とを結ぶ直線に接する高さ未満に設定され、ランド部2kの先端面が第1リーフバルブ1aから離間している場合には、ランド部2kは、第1リーフバルブ1aがピストン2側に撓んでランド部2kに当接したときに、圧抜き孔1a3の全部を閉塞しないように設けられればよい。
また、本実施の形態では、ランド部2kの先端面は圧抜き孔1a3に対して径方向でずれて配置されているが、ランド部2kの先端面は圧抜き孔1a3に対してずれて配置されていればよい。ここで言う、ランド部2kの先端面が圧抜き孔1a3に対してずれるというのは、ランド部2kの先端面が軸方向で第1リーフバルブ1aの圧抜き孔1a3以外の部分と対向し、かつ圧抜き孔1a3を閉塞しない位置にあることを指す。
したがって、ランド部2kは、圧抜き孔1a3に対して径方向で外周側にずれて配置されてもよい。また、図示するところでは、ランド部2kは圧抜き孔1a3の一部と対向しているが、ランド部2kを圧抜き孔1a3と全く対向しない位置に配置して、圧抜き孔1a3を全く閉塞しないようにしてもよい。
また、本実施の形態では、ランド部2kの先端面を第1リーフバルブ1aに当接する状態で圧抜き孔1a3に対して径方向にずれた位置に配置することで、第1リーフバルブ1aに当接した際にランド部2kが圧抜き孔1a3の全部を閉塞せず、圧抜き孔1a3の少なくとも一部が圧側ポート2dと連通するようにしているが、ランド部2kの先端面を圧抜き孔1a3に対して周方向にずれた位置に配置することで、ランド部2kが圧抜き孔1a3の全部を閉塞せず、圧抜き孔1a3の少なくとも一部が圧側ポート2dと連通するようにしてもよい。
ただし、ランド部2kの先端面を圧抜き孔1a3に対して周方向にずれた位置に配置する場合は、圧抜き孔1a3がランド部2kによって閉塞されないように第1リーフバルブ1aをピストン2に対して慎重に積層する必要がある。対して、本実施の形態のように、ランド部2kの先端面を圧抜き孔1a3に対して径方向にずれた位置に配置すると、ピストン2と第1リーフバルブ1aはロッド11の小径部11aの外周に嵌合されると互いの中心が自動的に揃った状態で径方向移動が規制されるので、第1リーフバルブ1aをピストン2に積層するだけで、ランド部2kが圧抜き孔1a3の全部を閉塞せず、圧抜き孔1a3の少なくとも一部が圧側ポート2dと連通するようになる。よって、バルブVの組立作業性が向上する。
また、第1リーフバルブ1aの外周部には切欠き1a4が形成されているので、圧側積層リーフバルブ1が圧側ポート2dの出口端を閉塞していても、切欠き1a4により形成されるオリフィスによって伸側室R1と圧側室R2の双方向流れが許容され、通過する液体の流れに対して抵抗が付与される。なお、オリフィスの形成方法は、適宜変更できる。例えば、圧側弁座2eに打刻を形成し、この打刻によりオリフィスを形成してもよい。ただし、オリフィスは省略されてもよい。
ピストン2の図1中下方には伸側積層リーフバルブ3が積層されている。伸側積層リーフバルブ3は、円環状の環状板からなるリーフバルブを複数枚積層して形成されており、弁座部材としてのピストン2の図2中下端に積層されて、ピストン2とともにロッド11の小径部11aの外周に固定される。伸側積層リーフバルブ3は、最下方のリーフバルブの内周側を伸側ボス部2jに当接させており、ロッド11に固定される内周側を固定端とし、外周側を自由端としている。よって、伸側積層リーフバルブ3は、自由端側である外周側のピストン2から離間する方向への撓みが許容され、外周側を伸側弁座2hに離着座させる。
伸側積層リーフバルブ3は、自由端を伸側弁座2hに着座させた状態では、伸側ボス部2jと伸側弁座2hに密着して伸側ボス部2jと伸側弁座2hの間に開口する伸側ポート2gの出口端を閉塞し、伸側ポート2g側からの圧力で自由端を撓ませて伸側弁座2hから離間すると伸側ポート2gを開放するとともに伸側弁座2hとの間に生じた隙間を通過する液体の流れに抵抗を与える。
このように構成されたバルブストッパ4、圧側積層リーフバルブ1、ピストン2および伸側積層リーフバルブ3は、順に、ロッド11の小径部11aの外周に組付けられた後、小径部11aの螺子部11dに螺子結合されるピストンナット15とロッド11の段部11cとによって挟持されてロッド11に固定される。
バルブVおよび緩衝器Dは、以上のように構成され、以下に作動を説明する。まず、緩衝器Dの伸縮時にピストン速度が低速域にあり、伸側室R1と圧側室R2の圧力の差である差圧が圧側積層リーフバルブ1と伸側積層リーフバルブ3の開弁圧に満たない場合には、液体は圧側積層リーフバルブ1に設けられた切欠き1a4により形成されたオリフィスを通って伸長時には伸側室R1から圧側室R2へと向かい、収縮時には圧側室R2から伸側室R1へと向かう。そして、その液体の流れに対してオリフィスにより抵抗が付与される。
なお、本実施の形態では、圧側積層リーフバルブ1のみにオリフィスを設けているが、伸側積層リーフバルブ3にもオリフィスを設けてもよい。あるいは、圧側積層リーフバルブ1のオリフィスを省略し、伸側積層リーフバルブ3のみにオリフィスを設けてもよい。
つづいて、緩衝器Dの収縮時のピストン速度が中高速域にあり、伸側室R1と圧側室R2の差圧が圧側積層リーフバルブ1と伸側積層リーフバルブ3の開弁圧を超える場合について説明する。
まず、緩衝器Dが収縮作動を呈して、シリンダ10に対してピストン2が図1中下方へ中高速域で移動すると、ピストン2の図1中下方への移動によって、圧縮される圧側室R2内の液体が圧側積層リーフバルブ1を撓ませて圧側ポート2dを通過して伸側室R1へ移動する。
より詳細には、緩衝器Dの収縮動時には、図4に示すように、圧側室R2内の圧力が圧側ポート2dを通じて圧側積層リーフバルブ1の図中下面である正面に作用し、当該圧力の作用で圧側積層リーフバルブ1の第1リーフバルブ1aの自由端1a2が撓んで圧側弁座2eから離間して圧側ポート2dを開放するので、圧側室R2の液体は圧側積層リーフバルブ1と圧側弁座2eとの間に生じる隙間を通じて伸側室R1へ移動する。
よって、緩衝器Dが収縮作動を呈すると、圧側積層リーフバルブ1が圧側室R2から伸側室R1へ向かう液体の流れに抵抗を与えて、圧側室R2の圧力を上昇させるため、緩衝器Dは、収縮作動を妨げる圧側減衰力を発生する。
また、このように、第1リーフバルブ1aが圧側室R2内の圧力を受けて撓んで圧側ポート2dを開放する際、第2リーフバルブ1bの下面にも第1リーフバルブ1aに形成された圧抜き孔1a3を通じて圧側室R2内の圧力が作用するが、各圧抜き孔1a3の開口面積の合計は、第1リーフバルブ1aの受圧面積よりもはるかに小さい。よって、図4に示すように、第1リーフバルブ1aが撓んで圧側ポート2dを開放する際には、第2リーフバルブ1bも第1リーフバルブ1aとともに撓み、圧抜き孔1a3は第2リーフバルブ1bによって閉塞されたままとなるので、圧抜き孔1a3による流路抵抗は発生しない。
なお、緩衝器Dの収縮作動に伴って、シリンダ10内に侵入するロッド11の体積に応じてフリーピストン14が図1中下降して気室Gを縮小させて、ロッド11がシリンダ10内に侵入する体積が補償される。
他方、緩衝器Dが伸長作動を呈して、シリンダ10に対してピストン2が図1中上方へ中高速域で移動すると、ピストン2の図1中上方への移動によって、圧縮される伸側室R1内の液体が伸側積層リーフバルブ3を撓ませて伸側ポート2gを通過して圧側室R2へ移動する。よって、緩衝器Dが伸長作動を呈すると、伸側積層リーフバルブ3が伸側室R1から圧側室R2へ向かう液体の流れに抵抗を与えて、伸側室R1の圧力を上昇させるため、緩衝器Dは、伸長作動を妨げる伸側減衰力を発生する。なお、緩衝器Dの伸長作動に伴って、シリンダ10内から退出するロッド11の体積に応じてフリーピストン14が図1中上昇して気室Gを拡大して、ロッド11がシリンダ10内から退出する体積が補償される。
ここで、緩衝器Dが伸長すると伸側室R1の圧力が上昇するので、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間に液体が入り込み、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間の圧力が上昇する可能性がある。これに対し、本実施の形態では、圧側積層リーフバルブ1の第1リーフバルブ1aに圧側ポート2dと連通する圧抜き孔1a3が形成されているので、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間に液体が入り込んだとしても、その液体は圧抜き孔1a3を通じてピストン2側に排出されて圧側ポート2dを通じて圧側室R2へと流れる。
したがって、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間の圧力が作用して第1リーフバルブ1aを撓ませるのを抑制できる。よって、本実施の形態では、第1リーフバルブ1aの環状凹部2fと対向しピストン2に支持されていない部分がピストン2側に凸状に撓みづらくなるので、第1リーフバルブ1aの疲労を抑制できる。
また、第1リーフバルブ1aには、背面側から大きな応力が作用しないので、第1リーフバルブ1aの耐久性を向上させる必要がない。したがって、第1リーフバルブ1aの厚みを薄くしたり、第1リーフバルブ1aの撓み剛性を低くすることができる。言い換えると、第1リーフバルブ1aに圧抜き孔1a3を設けることで、第1リーフバルブ1aの厚みや撓み剛性を自由に設定できるので、バルブVの減衰力特性の設定自由度が向上する。
また、オリフィスの流路抵抗は、オリフィスの流路面積の大きさによって変わるが、前述したように、第1リーフバルブ1aに圧抜き孔1a3を設けたことで第1リーフバルブ1aの厚みを自由に設定できるようになったので、オリフィスの流路面積の調整の自由度も向上する。具体的には、従来でも第1リーフバルブ1aの厚みを厚くすることは可能であったが、背面側から作用する応力に対する耐久性の問題で第1リーフバルブ1aの厚みを薄くすることはできなかった。これに対して、本実施の形態では、第1リーフバルブ1aの厚みを薄くでき、従来よりもオリフィスの流路面積を小さくできるので、オリフィスの流路面積の調整の自由度が向上する。
また、ピストン2には、環状凹部2fの底部から第1リーフバルブ1a側に突出して圧側積層リーフバルブ1をピストン2側から支持するランド部2kが設けられているが、前述したようにランド部2kは圧抜き孔1a3の全部を閉塞しないように設けられている。つまり、第1リーフバルブ1aがランド部2kに当接しても、圧抜き孔1a3の少なくとも一部が圧側ポート2dと連通するので、ランド部2kは、圧抜き孔1a3を通過する液体の流れを止めることなく、圧側積層リーフバルブ1のピストン2側への撓みを防止できる。また、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間に入り込んだ液体が圧抜き孔1a3を介して圧側ポート2d側に排出される前に第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間の圧力によって第1リーフバルブ1aがピストン2側に撓んだとしても、ランド部2kによって第1リーフバルブ1aが撓むのを防止できる。
前述したように、本実施の形態のバルブVは、環状であってポートとしての圧側ポート2dと圧側ポート2dの出口端を囲う環状の弁座としての圧側弁座2eを有する弁座部材としてのピストン2と、ピストン2に積層されて圧側ポート2dを開閉する積層リーフバルブとしての圧側積層リーフバルブ1とを備え、圧側積層リーフバルブ1は、環状であって外周側が圧側弁座2eに着座してピストン2に積層されるとともに圧側ポート2dに連通される圧抜き孔1a3を有する第1リーフバルブ1aと、第1リーフバルブ1aの反ピストン側に積層されて圧抜き孔1a3を閉塞する環状の第2リーフバルブ1bとを有し、ピストン2は、第1リーフバルブ1a側における圧側弁座2eの内周側から第1リーフバルブ1a側に突出するランド部2kを有し、第1リーフバルブ1aがランド部2kに当接しても、圧抜き孔1a3の少なくとも一部が圧側ポート2dと連通する。
このように構成されたバルブVでは、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bをピストン2側に押圧する圧力が作用する際に第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間に液体が入り込んでしまったとしても、第1リーフバルブ1aには圧側ポート2dと連通する圧抜き孔1a3が設けられているので、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間に入り込んだ液体は圧抜き孔1a3を通じて圧側ポート2dへ排出される。したがって、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間の圧力が作用して第1リーフバルブ1aを撓ませるのを抑制できる。よって、本実施の形態では、第1リーフバルブ1aのピストン2に支持されていない部分がピストン2側に凸状に撓むのを抑制できるので、第1リーフバルブ1aの疲労を抑制できる。
また、第1リーフバルブ1aには背面側から大きな応力が作用しないので、第1リーフバルブ1aの厚みを厚くしたり撓み剛性を向上させるなどして、第1リーフバルブ1aの耐久性を向上させる必要がない。したがって、第1リーフバルブ1aの厚みを薄くしたり、第1リーフバルブ1aの撓み剛性を低くすることができるので、第1リーフバルブ1aの厚みや撓み剛性を自由に設定できる。よって、本実施の形態のバルブVでは、減衰力特性の設定自由度が向上する。
さらに、ピストン2の第1リーフバルブ1a側にはランド部2kが設けられており、第1リーフバルブ1aがランド部2kに当接しても圧抜き孔1a3の少なくとも一部が圧側ポート1dと連通するようになっているので、ランド部2kが圧抜き孔1a3を通過する液体の流れを止めることなく第1リーフバルブ1aのピストン2側への撓みを防止できる。
また、第1リーフバルブ1aの厚みを自由に設定できるため、第1リーフバルブ1aの外周部に切欠き1a4を設けてオリフィスを形成する場合に、第1リーフバルブ1aの厚みを変更してオリフィスの流路面積の調整の自由度が向上する。
また、本発明の実施の形態のバルブVでは、ランド部2kの先端面は第1リーフバルブ1aに当接する状態で圧抜き孔1a3に対して径方向にずれている。このように構成されたバルブVによると、第1リーフバルブ1aをピストン2に対して互いの中心を揃えて積層するだけで、第1リーフバルブ1aのピストン2に対する周方向位置に関わらず、圧抜き孔1a3の全部がランド部2kによって閉塞されなくなる。よって、バルブVの組立作業性が向上する。
なお、本実施の形態では、ランド部2kは、圧抜き孔1a3に対して径方向で内周側にずれて配置されているが、圧抜き孔1a3に対して径方向で外周側にずれて配置されてもよい。また、本実施の形態では、ランド部2kは圧抜き孔1a3の一部と対向しているが、ランド部2kを圧抜き孔1a3と全く対向しない位置に配置して、圧抜き孔1a3の全部を閉塞しないようにしてもよい。
また、本実施の形態のバルブVでは、第1リーフバルブ1aの厚みは、第2リーフバルブ1bの厚さ以下となっている。第1リーフバルブ1aは、板状の母材を金型で打ち抜いて成形されるが、このように構成されたバルブVでは、第1リーフバルブ1aの板厚が薄いので、金型の摩耗が少なく済む上、第1リーフバルブ1aを高い精度で成形できる。
また、本実施の形態のバルブVでは、第1リーフバルブ1aの撓み剛性は、第2リーフバルブ1bの撓み剛性以下となっている。従来は第1リーフバルブ1aの耐久性を向上させるために撓み剛性を大きくせざるを得なかったが、本実施の形態のバルブVでは、第1リーフバルブ1aに圧抜き孔1a3を設けたことで第1リーフバルブ1aの撓み剛性を低くできるようになった。よって、バルブVが発揮する減衰力が過大になるのを防止でき、バルブVを備えた緩衝器Dを車両に搭載する場合に、車両の乗り心地が悪化するのを防止できる。
なお、本実施の形態では、第1リーフバルブ1aの厚みを第2リーフバルブ1bの厚み以下とすることで、第1リーフバルブ1aの撓み剛性を第2リーフバルブ1bの撓み剛性以下としているが、第1リーフバルブ1aの材質を変更して、第1リーフバルブ1aの撓み剛性を第2リーフバルブ1bの撓み剛性以下としてもよい。
ただし、第1リーフバルブ1aの厚みや撓み剛性は任意に設定でき、第1リーフバルブ1aの厚みを第2リーフバルブ1bよりも厚くして、第1リーフバルブ1aの撓み剛性を第2リーフバルブ1bの撓み剛性よりも高くしてもよい。
また、本実施の形態のバルブVでは、第1リーフバルブ1aには、圧抜き孔1a3が複数形成されている。このように構成されたバルブVでは、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間に入り込んだ液体が複数個所から速やかに圧側ポート2dに排出されるので、第1リーフバルブ1aがピストン2側に撓んでしまうのをより防止できる。
特に、本実施の形態では、圧抜き孔1a3は第1リーフバルブ1aの周方向で等間隔に配置されているので、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間に入り込んだ液体は、第1リーフバルブ1aの周方向で均一に排出される。よって、第1リーフバルブ1aの圧抜き孔1a3から遠い部分がピストン2側に撓んでしまうといった事態を防止できる。
ただし、圧抜き孔1a3を第1リーフバルブ1aの周方向で不均等に配置して、第1リーフバルブ1aの周方向の撓みやすさを調整することで、バルブVの減衰力特性を調整してもよい。
また、圧抜き孔1a3の数を適宜変更することで、第1リーフバルブ1aの撓み剛性を調整して、バルブVの減衰力特性を調整できる。ただし、圧抜き孔1a3の数は特に限定されず、一つであってもよい。
また、本実施の形態のバルブVでは、ランド部2kは、周方向で間欠的に複数設けられているが、ランド部2kは、環状やC形状のものが1つ設けられてもよい。また、ランド部2kの形状は、圧抜き孔1a3を完全に閉塞しない限りにおいて特に限定されず、例えば、円弧状とされてもよいし、円弧状以外の形状とされてもよい。
特にランド部2kを環状とすると、ピストン2を焼結成形する際の型の形状が複雑にならずに済み、ピストン2の成形性が向上する。ところが、ランド部2kを環状とする場合、環状凹部2fと第1リーフバルブ1aの間の空間はランド部2kの内周側と外周側に仕切られる。そのため、ランド部2kが圧側ポート2dの内周側に配置されている場合には、圧側積層リーフバルブ1の開弁時において、第1リーフバルブ1aの撓み始めでは、第1リーフバルブ1aにおけるランド部2kに当接する部分よりも外周側の部分のみが圧側室R2の圧力を受ける受圧面積となり、第1リーフバルブ1aがランド部2kから離間するまで撓んだときにランド部2kに当接する部分よりも内周側の部分も受圧面積に加わる。
つまり、ランド部2kを環状とした場合、圧側積層リーフバルブ1の開弁時において、途中で圧側室R2の圧力を受ける受圧面積の大きさが変わるタイミングがあり、そのタイミングで減衰力の大きさが変わるので、車両の乗り心地を悪化させたり、異音が発生する恐れがある。
そこで、ランド部2kを環状とする場合には、図5に示すように、ランド部2kの先端面の径方向の幅を圧抜き孔1a3の径方向の幅よりも狭くし、ランド部2kの先端面に第1リーフバルブ1aが当接した状態でランド部2kの内周側と外周側が圧抜き孔1a3を通じて連通するようにしてもよい。
具体的には、ランド部2kの先端面の径方向の幅を圧抜き孔1a3の径方向の幅よりも狭く設定し、ランド部2kの先端面の外周縁と圧抜き孔1a3の外周側の縁との間と、ランド部2kの先端面の内周縁と圧抜き孔1a3の内周側の縁との間に、それぞれ隙間ができるようにランド部2kの先端面を圧抜き孔1a3に対向させる。すると、ランド部2kの内周側と外周側は圧抜き孔1a3を介して連通する。
よって、圧側積層リーフバルブ1の開弁時において途中で第1リーフバルブ1aの受圧面積の大きさが変わるタイミングがなくなるので、圧側積層リーフバルブ1が滑らかに開放され、圧側積層リーフバルブ1の開弁の途中で減衰力の大きさが変わって車両の乗り心地を悪化させたり、異音が発生するのを防止できる。
なお、圧抜き孔1a3の内周側の縁とランド部2kの内周縁の間及び圧抜き孔1a3の外周側の縁とランド部2kの外周縁との間にそれぞれ形成される隙間の大きさは特に限定されないが、当該隙間が通過する液体の流れに抵抗を与えない大きさに設定されると、ランド部2kの内周側と外周側の圧力が速やかに等しくなるので、第1リーフバルブ1aの受圧面積の大きさが変わるタイミングがより発生しにくくなる。また、本実施の形態では、ランド部2kを円環状としているが、ランド部2kは円環状以外の環状であってもよい。
また、本実施の形態の緩衝器Dは、アウターチューブとしてのシリンダ10と、シリンダ10内に軸方向へ移動可能に挿入されるロッド11と、シリンダ10に対するロッド11の移動によって液体が行き来する作動室としての少なくとも伸側室R1と圧側室R2とを有する緩衝器本体Aと、伸側室R1と圧側室R2との間に設けられたバルブVを備えている。このように構成された緩衝器Dによれば、上記バルブVを備えているので、減衰力特性の設計自由度が向上する。なお、緩衝器DのバルブVを図5に示す変形例のバルブV1に置き換えてもよい。
また、図1に示したところでは、二つの作動室を伸側室R1と圧側室R2としているが、ポートを伸側ポート2gとして、伸側の減衰力を発生するバルブに本発明のバルブを適用してもよい。また、緩衝器Dがシリンダの外周にアウターチューブとしてアウターシェルを備えてシリンダとアウターシェルとの間にリザーバを備える複筒型緩衝器とされる場合には、圧側室とリザーバとの間に弁座部材を設けて圧側室とリザーバとの間にバルブVを設けてもよい。特に弁座部材の圧側室側に配置される第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bには、緩衝器Dの収縮時に大きな背圧が作用するので、第1リーフバルブ1aと第2リーフバルブ1bの間に入り込む圧力も大きくなる。そのため、第1リーフバルブ1aに圧抜き孔1a3を設けることで、第1リーフバルブ1aの疲労を抑制する効果がより効果的となる。
また、本実施の形態では、圧側積層リーフバルブ1(積層リーフバルブ)は、ロッド11の外周に内周端が固定されるリーフバルブの外周端を撓ますことで、圧側ポート2d(ポート)を開放しているが、圧側積層リーフバルブ1(積層リーフバルブ)は、リーフバルブ全体がピストン2(弁座部材)に対して遠近して圧側ポート2d(ポート)を開閉するフローティングバルブであってもよい。
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。
1・・・圧側積層リーフバルブ(積層リーフバルブ)、1a・・・第1リーフバルブ、1a3・・・圧抜き孔、1b・・・第2リーフバルブ、2・・・ピストン(弁座部材)、2d・・・圧側ポート(ポート)、2e・・・圧側弁座(弁座)、2k・・・ランド部、10・・・シリンダ(アウターチューブ)、11・・・ロッド、A・・・緩衝器本体、R1・・・伸側室(作動室)、R2・・・圧側室(作動室)、V,V1・・・バルブ
Claims (7)
- バルブであって、
環状であってポートと前記ポートの出口端を囲う環状の弁座とを有する弁座部材と、
前記弁座部材に積層されて前記ポートを開閉する積層リーフバルブとを備え、
前記積層リーフバルブは、環状であって外周側が前記弁座に着座して前記弁座部材に積層されるとともに前記ポートに連通される圧抜き孔を有する第1リーフバルブと、前記第1リーフバルブの反弁座部材側に積層されて前記圧抜き孔を閉塞する環状の第2リーフバルブとを有し、 前記弁座部材は、前記第1リーフバルブ側における前記弁座の内周側から前記第1リーフバルブ側に突出するランド部を有し、
前記第1リーフバルブが前記ランド部に当接しても、前記圧抜き孔の少なくとも一部が前記ポートと連通する
バルブ。 - 請求項1に記載のバルブであって、
前記ランド部の先端面は前記第1リーフバルブに当接する状態で前記圧抜き孔に対して径方向にずれている
バルブ。 - 請求項1に記載のバルブであって、
前記ランド部は環状であって、
前記ランド部の先端面の径方向の幅が前記圧抜き孔の径方向の幅よりも狭く、
前記ランド部の先端面に前記第1リーフバルブが当接した状態で前記ランド部の内周側と外周側が前記圧抜き孔を通じて連通する
バルブ。 - 請求項1に記載のバルブであって、
前記第1リーフバルブの撓み剛性は、前記第2リーフバルブの撓み剛性以下である
バルブ。 - 請求項1に記載のバルブであって、
前記第1リーフバルブの厚みは、前記第2リーフバルブの厚さ以下である
バルブ。 - 請求項1に記載のバルブであって、
前記第1リーフバルブには、前記圧抜き孔が複数形成されている
バルブ。 - 緩衝器であって、
アウターチューブと、前記アウターチューブ内に軸方向へ移動可能に挿入されるロッドと、前記アウターチューブに対する前記ロッドの移動によって液体が行き来する少なくとも2つの作動室とを有する緩衝器本体と、
前記作動室間に設けられた請求項1から6のいずれか一項に記載のバルブとを備えた
緩衝器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024-040638 | 2024-03-15 | ||
| JP2024040638A JP2025140963A (ja) | 2024-03-15 | 2024-03-15 | バルブおよび緩衝器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025192181A1 true WO2025192181A1 (ja) | 2025-09-18 |
Family
ID=97063676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/005185 Pending WO2025192181A1 (ja) | 2024-03-15 | 2025-02-17 | バルブおよび緩衝器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2025140963A (ja) |
| WO (1) | WO2025192181A1 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04110242U (ja) * | 1991-01-23 | 1992-09-24 | 株式会社アツギユニシア | 緩衝器 |
| JP2014129865A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-07-10 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 緩衝器 |
| JP2017002988A (ja) * | 2015-06-10 | 2017-01-05 | Kyb株式会社 | 緩衝器 |
-
2024
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-
2025
- 2025-02-17 WO PCT/JP2025/005185 patent/WO2025192181A1/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04110242U (ja) * | 1991-01-23 | 1992-09-24 | 株式会社アツギユニシア | 緩衝器 |
| JP2014129865A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-07-10 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 緩衝器 |
| JP2017002988A (ja) * | 2015-06-10 | 2017-01-05 | Kyb株式会社 | 緩衝器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2025140963A (ja) | 2025-09-29 |
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