(57)【要約】【課題】一つの弁体でポートを通過する流体の双方向の移動に対して抵抗を与えるバルブ構造にあっても、流体の流れに与える抵抗を流体の移動方向に応じて任意に設定可能とすることである。【解決手段】本発明のバルブ構造は、ポート２が形成されるバルブディスク１と、内外周とも自由端とされてポート２を開閉する環状の弁体３とを備え、弁体３は、流体がポート２を一方向へ通過する場合には内開きでポート２を開放するとともに、流体がポート２を他方向へ通過する場合には外開きでポート２を開放するように設定されてなるとともに、弁体３の撓み支点となる内周と外周の一方あるいは両方における背圧側面３ａをバネ要素４によって支持した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポートが形成されるバルブディスクと、内外周とも自由端とされてポートを開閉する環状の弁体とを備え、弁体は、流体がポートを一方向へ通過する場合には内開きでポートを開放するとともに、流体がポートを他方向へ通過する場合には外開きでポートを開放するように設定されてなるバルブ構造において、弁体の撓み支点となる内周と外周の一方あるいは両方における背圧側面をバネ要素によって支持したことを特徴とするバルブ構造。
【請求項２】
バネ要素は、一端側が固定端とされるスプリングワッシャとされるとともに自由端側で弁体の背圧側面を支持することを特徴とする請求項１に記載のバルブ構造。
【請求項３】
バルブディスクは軸心部にピストンロッドが挿通されるピストンであって、スプリングワッシャの内周側がピストンロッドに固定されて固定端とされるとともに外周側で弁体の背圧側面を支持してなる請求項１または２に記載のバルブ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種バルブ構造にあっては、たとえば、車両用の緩衝器のピストン部等に具現化され、ピストンに積層されて内外周とも自由端とされてピストンに形成したポートを開閉する環状の弁体を備えて構成され、このバルブ構造における弁体は、流体がポートを一方向へ通過する場合には内開きでポートを開放するとともに、流体がポートを他方向へ通過する場合には外開きでポートを開放するように設定されているものが知られている。
【０００３】
このように構成されたバルブ構造が上述のように緩衝器のピストン部に適用されている場合、緩衝器が伸長される場合には、流体がポートを上方から下方へ通過しようとするので、弁体の内周側が下方へ撓んでポートを開放し、逆に緩衝器が圧縮される場合には、流体がポートを下方から上方へ通過しようとするので、弁体の外周側が上方へ撓んでポートを開放し、一つの弁体でポートを通過する流体の双方向の移動に対して抵抗を与えるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１３２０１２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、このように構成されたバルブ構造にあっては、一つの弁体でポートを通過する流体の双方向の移動に対して抵抗を与えるようになっているので、流体の移動方向に対して内開きでポートを開放するか外開きでポートを開放するかの違いはあるが、流体の流れに与える抵抗を流体の移動方向に応じて任意に設定することができない。
【０００５】
より具体的には、このバルブ構造がピストン部に具現化した緩衝器では、当該バルブ構造によって、伸圧両行程（緩衝器の伸長および圧縮の両行程）における減衰力を発揮することになるため、従来のバルブ構造では、伸圧両方の減衰力が一意に決まってしまい、伸圧の減衰力を任意に設定することができないため、設計自由度が無かった。
【０００６】
たとえば、緩衝器の伸長時における減衰力、すなわち、伸側の減衰力を、そのままとして、緩衝器の収縮時における減衰力、すなわち、圧側の減衰力のみを、低く設定したい要望があっても、従来のバルブ構造では、伸圧の減衰力を任意に設定することができないので、圧側の減衰力を低くすると伸側の減衰力も低くなってしまい、上記要望を満足させることができない事態となる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、一つの弁体でポートを通過する流体の双方向の移動に対して抵抗を与えるバルブ構造にあっても、流体の流れに与える抵抗を流体の移動方向に応じて任意に設定可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段におけるバルブ構造は、ポートが形成されるバルブディスクと、内外周とも自由端とされてポートを開閉する環状の弁体とを備え、弁体は、流体がポートを一方向へ通過する場合には内開きでポートを開放するとともに、流体がポートを他方向へ通過する場合には外開きでポートを開放するように設定されてなるとともに、弁体の撓み支点となる内周と外周の一方あるいは両方における背圧側面をバネ要素によって支持した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のバルブ構造によれば、一つの弁体でポートを通過する流体の双方向の移動に対して抵抗を与えるように構成を採用しつつ、バネ要素におけるバネ剛性となる撓み剛性の設定によって、流体の流れに与える抵抗を、流体がポートを通過する方向に応じて、任意に設定することが可能となる。
【００１０】
そして、このバルブ構造が緩衝器に具現化する場合には、伸圧両行程における減衰力を任意に設定でき、伸圧両行程において車両に好適となる減衰力を発揮することができるので、車両における乗心地を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のバルブ構造を図に基づいて説明する。図１は、一実施の形態におけるバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。図２は、一実施の形態におけるバルブ構造が具現化された緩衝器の伸長行程時のピストン部における縦断面図である。図３は、一実施の形態におけるバルブ構造が具現化された緩衝器の圧縮行程時のピストン部における縦断面図である。図４は、一実施の形態の一変形例におけるバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。図５は、一実施の形態の他の変形例におけるバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。
【００１２】
一実施の形態における緩衝器のバルブ構造は、図１に示すように、緩衝器のピストン部の減衰バルブとして具現化されており、ポート２が形成されるバルブディスクたるピストン１と、内外周とも自由端とされてポート２を開閉する環状の弁体３とを備え、弁体３は、流体がポート２を一方向へ通過する場合には内開きでポート２を開放するとともに、流体がポート２を他方向へ通過する場合には外開きでポート２を開放するように設定されるとともに、弁体３の上面３ａにおける内周がバネ要素たるスプリングワッシャ４によって支持されている。
【００１３】
他方、バルブ構造が具現化される緩衝器は、周知であるので詳細には図示して説明しないが、具体的にたとえば、シリンダ４０と、シリンダ４０の上端を封止するヘッド部材（図示せず）と、ヘッド部材（図示せず）を摺動自在に貫通するピストンロッド５と、ピストンロッド５の端部に設けた上記ピストン１と、シリンダ４０内にピストン１で隔成される２つの圧力室たる上室４１と下室４２と、シリンダ４０の下端を封止する封止部材（図示せず）と、シリンダ４０から出没するピストンロッド５の体積分のシリンダ内容積変化を補償する図示しないリザーバあるいはエア室とを備えて構成され、シリンダ４０内には流体、具体的には作動油が充填されている。
【００１４】
そして、上記バルブ構造にあっては、シリンダ４０に対してピストン１が図１中上方に移動するときに、上室４１内の圧力が上昇して上室４１から下室４２へと作動油がポート２を一方向たる図１中下方向へ通過するときには、弁体３が撓んで内周側からポート２を開き、その作動油の移動に抵抗を与えて所定の圧力損失を生じせしめて、緩衝器に所定の伸側の減衰力を発生させ、反対にシリンダ４０に対してピストン１が図１中下方に移動するときに、下室４２内の圧力が上昇して下室４２から上室４１へと作動油がポート２を他方向たる図1中上方向へ通過するときには、弁体３が撓んで外周側からポート２を開き、その作動油の移動に抵抗を与えて所定の圧力損失を生じせしめて、緩衝器に所定の圧側の減衰力を発生させる。
【００１５】
以下、このバルブ構造について詳しく説明すると、バルブディスクたるピストン１は、軸心部に緩衝器のピストンロッド５が挿通される挿通孔６と、ピストン１を上下に貫通する複数のポート２と、ピストン１の上端側に設けられて各ポート２に連通する環状窓７と、環状窓７の外周側に図１中上方へ突出するように形成された環状の弁座８とを備えて構成されている。
【００１６】
このピストン１の挿通孔６内には上述のようにピストンロッド５の先端５ａが挿通され、当該先端５ａはピストン１の図１中下方側に突出させてある。なお、ピストンロッド５の先端５ａの外径は、先端５ａより図１中上方側の外径より小径に設定され、上方側と先端部との外径が異なる部分に段部５ｂが形成されている。
【００１７】
また、このピストン１の上方には、外周に切欠９ａを備えた環状部材９が積層され、環状部材９の上方には、環状部材９と同径に設定される環状の調整ワッシャ１０が積層されており、この調整ワッシャ１０の上方に、バネ要素として機能するスプリングワッシャ４が積層されている。
【００１８】
さらに、弁体３は、環板状とされており、内周が調整ワッシャ１０および環状部材９の外周に摺接するとともに、図１中下端の外周が弁座８に着座するようになっており、また、図１中上端の内周がスプリングワッシャ４の下端における外周側に当接している。
【００１９】
したがって、緩衝器が伸長される場合には、作動油がポート２を一方向たる図1中下方向へ通過しようとするので、上室４１側からの圧力が弁体３の上面３ａに作用して、弁体３は、弁体３の下面３ｂにおける弁座８による支持部位を支点として撓んで、弁体３の上面３ａの内周がスプリングワッシャ４から離れて環状部材９の外周に設けられた切欠９ａを介してポート２が開放される。
【００２０】
他方、緩衝器が圧縮される場合には、作動油がポート２を他方向たる図1中上方向へ通過しようとするので、下室４２側からの圧力が弁体３の下面３ｂに作用して、弁体３は、弁体３の上面３ａにおけるスプリングワッシャ４による支持部位を支点として撓んで、弁体３の下面３ｂの外周が弁座８から離座してポート２を開放する。
【００２１】
なお、このバルブ構造の場合、弁体３が内開きしてポート２を開放する際に、ポート２が環状部材９の切欠９ａを介して上室４１と連通されることによってポート２が開放されるため、緩衝器の伸長時に作動油がポート２を通過するときの最小流路面積は、弁体３の内周が撓んで上室４１に臨むことになる切欠９ａの面積となる。したがって、この上室４１に臨むことになる切欠９ａの面積は、弁体３の内周側の撓み量に対する切欠９ａの開放度合によって決せられ、切欠９ａの開放度合は調整ワッシャ１０の図１中上下の厚みの設定によって変更することが可能である。つまり、調整ワッシャ１０は、弁体３の内周側の撓み量に対する切欠９ａの開放度合いを調整するために設けられており、この調整によって緩衝器の伸長時における減衰力を調節することが可能となるが、その必要が無ければこれを省略することも可能である。
【００２２】
このように、このバルブ構造にあっては、バネ要素たるスプリングワッシャ４で支持するのは、弁体３が外開きでポート２を開放するときの撓み支点となる内周の背圧側面であるので、背圧側面は外開き時に高圧が作用する圧力作用側となる下面３ｂの背面となる弁体３の上面３ａとなり、したがって、このバルブ構造では、上述の如く、弁体３の上面３ａの内周がスプリングワッシャ４で支持されている。
【００２３】
そして、これら環状部材９、調整ワッシャ１０、弁体３およびスプリングワッシャ４は、間座２０，２１とバルブストッパ２２とともに、ピストン１と同じくピストンロッド５の先端５ａに装着され、ピストン１の図１中下方からピストンナット２３をピストンロッド５の先端５ａに設けた螺子部５ｃに螺着することによって、ピストン１とともに上記各部材は、ピストンロッド５に固定されている。
【００２４】
このように、スプリングワッシャ４は、ピストン１に積層されて一端側となる内周側がピストンロッド５の先端５ａに固定されて固定端とされ、自由端となる外周で弁体３の上面３ａの内周を支持している。
【００２５】
つづいて、一実施の形態におけるバルブ構造の作用について説明すると、図２に示すように、ピストン１がシリンダ４０に対して図２中上方側に移動して緩衝器が伸長される場合には、上室４１内の圧力が高まり、上室４１内の作動油はポート２を図２中下方向となる一方向へ通過して下室４２内に移動しようとすることから、弁体３は、その上面３ａに作用する上室４１側の圧力によってその下面３ｂにおける弁座８による支持部位を支点として撓んでポート２を開放する。
【００２６】
逆に、図３に示すように、ピストン１がシリンダ４０に対して図３中下方側に移動して緩衝器が圧縮される場合には、下室４２内の圧力が高まり、下室４２内の作動油はポート２を図３中上方向となる他方向へ通過して上室４１内に移動しようとすることから、弁体３は、その下面３ｂに作用する下室４２側の圧力によってその上面３ａにおけるスプリングワッシャ４による支持部位を支点として撓んでポート２を開放することになるが、バネ要素であるスプリングワッシャ４は、自由端側で弁体３の上面３ａの内周を支持していることから、スプリングワッシャ４も図３に示すが如くに自由端となる外周が図３中上方に撓むことになる。
【００２７】
すなわち、この緩衝器に適用されたバルブ構造の場合、緩衝器が圧縮するときには、スプリングワッシャ４と弁体３の両方が撓んでポート２を開放する作動となる。
【００２８】
つまり、緩衝器の伸長時には弁体３のみが撓んでポート２を開放するが、緩衝器の圧縮時においてはスプリングワッシャ４と弁体３とが撓むため、緩衝器の伸長時と圧縮時で上室４１と下室４２の圧力差が同じであれば、緩衝器の圧縮時のほうが伸長時に比較してスプリングワッシャ４が撓む分、ポート２を開放するときの流路面積が大きくなる。
【００２９】
したがって、一つの弁体３でポート２を通過する作動油の双方向の移動に対して抵抗を与えるバルブ構造にあっても、スプリングワッシャ４におけるバネ剛性となる撓み剛性の設定によって、作動油流れに与える抵抗を、作動油のポート２の通過方向に応じて、任意に設定することができる。
【００３０】
そして、本実施の形態においては、スプリングワッシャ４の撓み剛性を低く設定すればするほど、弁体３とスプリングワッシャ４の合成撓み剛性が低くなるので、緩衝器の伸長行程時に当該バルブ構造で作動油の流れに与える抵抗に対して、緩衝器の圧縮行程時に当該バルブ構造で作動油の流れに与える抵抗を低めて、その抵抗の差を大きくすることができる。
【００３１】
また、このバルブ構造が緩衝器に具現化する場合には、伸圧両行程における減衰力を任意に設定することができるから、たとえば、伸圧両行程における減衰力に大きな差を持たせることもでき、伸圧両行程において車両に好適となる減衰力を発揮することができるので、車両における乗心地を向上することが可能となる。
【００３２】
さて、上述したバルブ構造では、バネ要素で支持するのは、弁体３が外開きでポート２を開放するときの撓み支点となる内周の背圧側面としてあるが、図４に示した一実施の形態の一変形例におけるバルブ構造のように、弁体３が内開きでポート２を開放するときの撓み支点となる外周の背圧側面とすることも可能である。
【００３３】
この変形例におけるバルブ構造では、ピストン１１には弁座を形成せずに、内縁がポート２よりも外周側となるように設定されたスプリングワッシャ１２を積層して、このスプリングワッシャ１２に弁体３を積層してある。
【００３４】
そして、この場合、弁体３の背圧側面は内開き時に高圧が作用する上面３ａの背面となる弁体３の下面３ｂであり、この背圧側面となる下面３ｂの外周がスプリングワッシャ１２の内周によって支持されているので、スプリングワッシャ１２による支持部位が弁体３が内開きでポート２を開放するときの撓み支点となる。
【００３５】
他方、弁体３が外開きとなる場合の撓み支点となる内周の背圧側面となる上面３ａは、上述の実施の形態と異なり、ワッシャ１３によって支持されることになる。なお、この場合、ワッシャ１３は、現実には撓みが全く無い訳ではないが弁体３の内周の背圧側面となる上面３ａを剛体的に支持しており、高いバネ剛性を備えてバルブ構造の使用環境下において自身の撓み量がポート２の開放量に影響を与えないようになっている。
【００３６】
このように構成された一変形例のバルブ構造にあっては、ポート２を作動油が図４中上方側へ通過する際には、弁体３の内周側が殆ど撓まないワッシャ１３によって支持されているので、弁体３のみが撓んでポート２を開放するが、作動油がポート２を図４中下方側へ通過する際には、弁体３が内開きに撓んでポート２を開放する際に、弁体３とともにスプリングワッシャ１２も撓んでポート２を開放することになる。
【００３７】
したがって、この変形例におけるバルブ構造にあっても、スプリングワッシャ１２におけるバネ剛性となる撓み剛性の設定によって、作動油流れに与える抵抗を、作動油のポート２の通過方向に応じて、任意に設定することができる。そして、本実施の形態においては、スプリングワッシャ１２の撓み剛性を低く設定すればするほど、弁体３とスプリングワッシャ１２の合成撓み剛性が低くなるので、緩衝器の圧縮行程時に当該バルブ構造で作動油の流れに与える抵抗に対して、緩衝器の伸長行程時に当該バルブ構造で作動油の流れに与える抵抗を低めて、その抵抗の差を大きくすることができる。
【００３８】
また、このバルブ構造が緩衝器に具現化する場合には、伸圧両行程における減衰力を任意に設定することができるから、たとえば、伸圧両行程における減衰力に大きな差を持たせることもでき、伸圧両行程において車両に好適となる減衰力を発揮することができるので、車両における乗心地を向上することが可能となる。
【００３９】
さらに、図５に示した他の変形例におけるバルブ構造のように、上述のバルブ構造におけるワッシャ１３をバネ要素であるスプリングワッシャ１４に変更すると、今度は、ポート２を作動油が図５中上方側へ通過する際には、弁体３の内周側がバネ要素として機能するワッシャ１３によって支持されることになるので、弁体３とワッシャ１３が撓んでポート２を開放し、ポート２を作動油が図５中下方側へ通過する際には、弁体とスプリングワッシャ１２が撓んでポート２を開放することになる。
【００４０】
すなわち、このようにワッシャ１３をスプリングワッシャ１４に変更する場合には、弁体３の撓み支点となる内周と外周の両方における背圧側面をバネ要素によって支持したことになり、具体的には、内開きとなる弁体３の背圧側面である下面３ｂの外周がスプリングワッシャ１２によって支持され、外開きとなる弁体３の背圧側面である上面３ａの内周がバネ要素としてのワッシャ１３によって支持されることになる。
【００４１】
そして、ワッシャ１３をスプリングワッシャ１４に変更する場合には、緩衝器が伸長される場合には、作動油は、上室４１から下室４２へと移動するためポート２を図５中下方側へと通過するので、弁体３は内開きとなり、ポート２の開放度合は、弁体３とスプリングワッシャ１２との合成撓み剛性に依存することになり、緩衝器が圧縮される場合には、作動油は、下室４２から上室４１へと移動するためポート２を図５中上方側へと通過するので、弁体３は外開きとなり、ポート２の開放度合は、弁体３とスプリングワッシャ１４との合成撓み剛性に依存することになる。
【００４２】
よって、この他の変形例のバルブ構造にあっても、スプリングワッシャ１２，１４におけるバネ剛性となる撓み剛性の設定によって、作動油流れに与える抵抗を、作動油のポート２の通過方向に応じて、任意に設定することができる。そして、本実施の形態においては、スプリングワッシャ１２，１４の撓み剛性の差を大きくするように設定すればするほど、緩衝器の圧縮行程時に当該バルブ構造で作動油の流れに与える抵抗と緩衝器の伸長行程時に当該バルブ構造で作動油の流れに与える抵抗の差を大きくすることができる。
【００４３】
また、このバルブ構造が緩衝器に具現化する場合には、伸圧両行程における減衰力を任意に設定することができるから、たとえば、伸圧両行程における減衰力に大きな差を持たせることもでき、伸圧両行程において車両に好適となる減衰力を発揮することができるので、車両における乗心地を向上することが可能となる。
【００４４】
なお、上述した各実施の形態において、バネ要素をスプリングワッシャ４，１２，１４としているので、ピストン部の全長を大型化してしまうことがなく、緩衝器のストローク長の確保が容易となり、組付加工も容易となるという利点があるが、バネ要素は、スプリングワッシャ以外にも、コイルスプリングや皿バネ、コニカルスプリングとしてもよいことは当然である。また、上述した各実施の形態において、緩衝器が伸長される場合に弁体３は内開きとなり、緩衝器が圧縮される場合に弁体３は外開きとなるように設定されているが、逆に、緩衝器が伸長される場合に弁体３が外開きとなり、緩衝器が圧縮される場合に弁体３が内開きとなるように設定されてもよい。
【００４５】
さらに、上述の説明では、本発明のバルブ構造が緩衝器のピストン部に具現化されているが、緩衝器におけるベースバルブ部に具現化することも可能であるほか、緩衝器以外の流体圧機器のバルブに具現化することが可能であることは勿論である。
【００４６】
以上で、各実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施の形態におけるバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。
【図２】一実施の形態におけるバルブ構造が具現化された緩衝器の伸長行程時のピストン部における縦断面図である。
【図３】一実施の形態におけるバルブ構造が具現化された緩衝器の圧縮行程時のピストン部における縦断面図である。
【図４】一実施の形態の一変形例におけるバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。
【図５】一実施の形態の他の変形例におけるバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，１１  バルブディスクたるピストン
２  ポート
３  弁体
３ａ  弁体における上面
３ｂ  弁体における下面
４，１２，１４  バネ要素たるスプリングワッシャ
５  ピストンロッド
５ａ  ピストンロッドの先端
５ｂ  ピストンロッドの段部
５ｃ  ピストンロッドの螺子部
６  挿通孔
７  環状窓
８  弁座
９ａ  切欠
９  環状部材
１０  調整ワッシャ
１３  ワッシャ
２０，２１  間座
２２  バルブストッパ
２３  ピストンナット
４０  シリンダ
４１  上室
４２  下室
【図１】
2008185177.tif 000003
【図２】
2008185177.tif 000004
【図３】
2008185177.tif 000005
【図４】
2008185177.tif 000006
【図５】
2008185177.tif 000007