(57)【要約】【課題】流体の通過方向で圧力損失が著しく異なってしまうことを抑制するとともに、狙った通りの圧力損失調整を可能とするバルブ構造を提供することである。【解決手段】横孔２ａと横孔２ａに連なる縦孔２ｂとで形成される流路３を備えたバルブハウジング２と、縦孔２ｂ内に嵌着される筒体４の一端で形成される環状弁４ａ座と、縦孔２ｂ内に移動自在に収容され環状弁座４ａに離着座する弁体５とを有してなるバルブ構造において、筒体４は横孔２ａを閉塞せずにその一端が横孔２ａに対向する範囲内に配置されてなることを特徴とする。【選択図】図１
2008128425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横孔と横孔に連なる縦孔とで形成される流路を備えたバルブハウジングと、縦孔内に嵌着される筒体の一端で形成される環状弁座と、縦孔内に移動自在に収容され環状弁座に離着座する弁体とを有してなるバルブ構造において、筒体は横孔を閉塞せずにその一端が横孔に対向する範囲内に配置されてなることを特徴とするバルブ構造。
【請求項２】
バルブハウジングが緩衝器のピストンロッドであって、弁体は、端部が環状弁座に離着座する円柱状の本体と、本体の上記端部から本体と同軸に伸びて筒体内に挿入可能な弁頭とを備えることを特徴とする請求項１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】
この種、バルブ構造としては、たとえば、油圧緩衝器のピストンが連結されるピストンロッドの先端部に設けられた減衰バルブに具現化されており、たとえば、図３に示すように、油圧緩衝器のシリンダ１００内にピストン１０１で区画されるロッド側室１０２とピストン側室１０３とを中空なピストンロッド１０４内を介して連通し、ピストンロッド１０４内に軸方向に進退可能に収容されるニードル型の弁体１０５と、ピストンロッド１０４の内周に嵌合する筒状の弁座部材１０６とを備えて構成されている。
【０００３】
詳しくは、ピストンロッド１０４には、ロッド側室１０２と内部とを連通する孔１０４ａが穿設されており、この孔１０４ａを回避する部位に上記弁座部材１０６が嵌着されている。
【０００４】
また、弁体１０５は、ピストンロッド１０４に対して軸方向に進退することで弁座部材１０６に離着座し、弁体１０５が弁座部材１０６の環状の端部に着座することによってロッド側室１０２とピストン側室１０３との連通を遮断し、逆に、弁体１０５を弁座部材１０６の環状の端部から後退させて離座させると、弁座部材１０６の内縁と弁体１０５との間に形成される環状隙間を介してロッド側室１０２とピストン側室１０３とを連通させることができるようになっている。
【０００５】
したがって、このバルブ構造にあっては、弁体１０５を環状弁座１０６から後退させる量に応じて、上記環状隙間の面積の大きさを調節でき、これによってこの環状隙間を通過する作動油の流れに与える抵抗の大きさを調節して油圧緩衝器が発生する減衰力を調節することができ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２００４−３０１１８２号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のバルブ構造では、外径の大きさに制限があるピストンロッド１０４を中空として、このピストンロッド１０４内の狭いスペースに弁体１０５を収容し、さらに、ピストンロッド１０４の内周に筒状の弁座部材１０６を嵌着して減衰バルブを構成するようにしているので、狙った通りの減衰力調整ができない場合がある。
【０００７】
詳しく説明すると、ピストンロッド１０４の内径は、強度の問題から然程大きくできず、弁体１０５の外径についても弁体１０５の強度上の問題から然程小さくすることができないので、ピストンロッド１０４の内周面と弁体１０５の外周面との間の環状隙間の断面積は小さくなってしまい、ピストンロッド１０４の内周面と弁体１０５の外周面との間の環状隙間の断面積が弁座部材１０６の内縁と弁体１０５との間に形成される環状隙間の断面積より小さくなる場合がある。
【０００８】
ピストンロッド１０４の内周面と弁体１０５の外周面との間の環状隙間の断面積が弁座部材１０６の内縁と弁体１０５との間に形成される環状隙間の断面積より小さくなる場合、弁体１０５を弁座部材１０６からいくら後退させても、作動油が通過する流路中の断面積が最小となるのはピストンロッド１０４の内周面と弁体１０５の外周面との間の環状隙間となり、ピストンロッド１０４の内周面と弁体１０５の外周面との間の環状隙間が主たる絞りとして機能して、減衰力調節が不能となってしまう。
【０００９】
また、この減衰バルブが油圧緩衝器の伸長行程と圧縮行程で減衰力の発生が見込まれる両効きに設定される場合には、弁座部材１０６の内縁と弁体１０５との間に形成される環状隙間による絞りと、ピストンロッド１０４の内周面と弁体１０５の外周面との間の環状隙間による絞りが直列に配置されるとともに、伸長行程と圧縮行程で作動油の流れが逆向きとなり、特に、伸長行程時には、主たる絞りを通過してから絞りを通過することになって乱流が発生しやすくなることから、弁座部材１０６の内縁と弁体１０５との間に形成される環状隙間の断面積を同じに設定しても伸長行程と圧縮行程で圧力損失が著しく異なって減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の特性）が著しく異なってしまう事態となる。
【００１０】
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、流体の通過方向で圧力損失が著しく異なってしまうことを抑制するとともに、狙った通りの圧力損失調整を可能とするバルブ構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するため、本発明のバルブ構造は、横孔と横孔に連なる縦孔とで形成される流路を備えたバルブハウジングと、縦孔内に嵌着される筒体の一端で形成される環状弁座と、縦孔内に移動自在に収容され環状弁座に離着座する弁体とを有してなるバルブ構造において、筒体は横孔を閉塞せずにその一端が横孔に対向する範囲内に配置されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のバルブ構造によれば、筒体が横孔を閉塞せずに横孔の縦孔への連通状態を保ったまま、筒体の一端が横孔に対向する範囲内に配置されることから、流路の途中に出現する主たる絞りは、筒体における環状弁座の内縁と弁体との間に形成される環状隙間のみとなるので、弁体の環状弁座に対する後退量に依存した圧力損失を実現することができ、狙った通りの圧力損失調整が可能となる。
【００１３】
そして、さらに、作動油通過時に乱流が生じることが無く、バルブ構造が具現化したバルブがいわゆる両効きに設定されても、流体の当該バルブを通過する方向によって圧力損失が著しく異なってしまうことがない。
【００１４】
したがって、このバルブ構造が減衰バルブに具現化する場合には、狙った通りの減衰特性調整が可能となり、緩衝器の伸長行程および圧縮行程の減衰特性が著しく異なってしまうような事態を抑制することが可能となるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、本発明の一実施の形態におけるバルブ構造が具現化した閉弁状態の緩衝器の減衰バルブの縦断面図である。図２は、本発明の一実施の形態におけるバルブ構造が具現化した開弁状態の緩衝器の減衰バルブの縦断面図である。
【００１６】
一実施の形態におけるバルブ構造は、図１に示すように、緩衝器Ｄのピストン１に連結されるピストンロッド２の先端の減衰バルブに具現化されており、具体的には、横孔２ａと横孔２ａに連なる縦孔２ｂとで形成される流路３を備えたバルブハウジングとなるピストンロッド２と、縦孔２ｂ内に嵌着される筒体４の一端で形成される環状弁座４ａと、縦孔２ｂ内に移動自在に収容され環状弁座４ａに離着座する弁体５とを備えて構成され、筒体４は横孔２ａを閉塞せずにその一端を横孔２ａに対向する範囲内に配置されている。
【００１７】
他方、バルブ構造が具現化される緩衝器Ｄ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、作動油等の流体が充填されるシリンダ１０と、シリンダ１０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２と、ピストンロッド２の端部に設けたピストン１と、シリンダ１０内にピストン１で区画した図１中上方側のロッド側室１１と下方側のピストン側室１２と、シリンダ１０の下端を封止する封止部材（図示せず）と、ピストンロッド２がシリンダ１０から出没する際にシリンダ１０内で過不足となる作動油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ている。
【００１８】
そして、上記バルブ構造にあっては、開弁状態にある場合、シリンダ１０に対してピストン１が図１中上下に移動するときに、ロッド側室１１とピストン側室１２を交流する作動油の流れに抵抗を与えて圧力損失を生じせしめて、緩衝器Ｄに所定の減衰力を発生させる減衰バルブとして機能する。
【００１９】
以下、このバルブ構造について詳しく説明すると、バルブハウジングとなるピストンロッド２は、中心部に縦孔２ｂが形成されて中空とされ、また、側部から開口して縦孔２ｂに連通する横孔２ａが設けられ、さらに、図１中下方側となる先端部２ｃは小径とされている。
【００２０】
続いて、ピストン１は、円盤状に形成されて、中心部にピストンロッド２の先端部２ｃが挿通される挿通孔１ａと、ロッド側室１１とピストン側室１２とを連通するポート１ｂ，１ｃとを備えて構成されており、図１中上下にそれぞれ積層リーフバルブ１３，１４を重ねてピストンロッド２の先端部２ｃにピストンナット１５で固定されている。
【００２１】
なお、ポート１ｂは、上方開口端が開放状態とされるのに対し下方開口端が積層リーフバルブ１４で閉塞されて、ロッド側室１１からピストン側室１２へ向かう作動油の流れのみを許容し、他方のポート１ｃは、下方開口端が開放状態とされるのに対し上方開口端が積層リーフバルブ１３で閉塞されて、ピストン側室１２からロッド側室１１へ向かう作動油の流れのみを許容するようになっており、各ポート１ｂ，１ｃはともに一方通行のポートに設定されている。
【００２２】
つまり、この緩衝器Ｄにあっては、ピストンロッド２の横孔２ａと縦孔２ｂで形成される流路３は、各ポート１ｂ，１ｃをバイパスしてロッド側室１１とピストン側室１２とを連通するバイパス路として機能するように設定されている。なお、本実施の形態の場合、バルブ構造が緩衝器のピストンロッド２の先端部２ｃに組み込まれる減衰バルブに具現化しているので、流路３がバイパス路として機能するようになっているが、本発明のバルブ構造は、流路３が緩衝器における主流路として機能するように具現化されてもよく、緩衝器以外の他の機器のバルブに具現化することも可能である。
【００２３】
そして、本発明のバルブ構造が具現化された減衰バルブは、上記したピストンロッド２の縦孔２ｂ内に図１中上下方向となる軸方向に移動可能に収容される弁体５と、当該弁体５が離着座する環状弁座４ａを備えて上記縦孔２ｂに嵌着される筒体４とを備えて構成されている。
【００２４】
筒体４は、その図１中上端となる一端を環状弁座４ａとして、筒体４が横孔２ａを閉塞せずに横孔２ａの縦孔２ｂへの連通状態を保ったまま、上記一端が横孔２ａに対向する範囲内に配置されている。筒体４が横孔２ａを閉塞せずに横孔２ａの縦孔２ｂへの連通状態を保ったまま、上記一端が横孔２ａに対向する範囲内に配置されるとは、すなわち、図示したところでは、筒体４の一端となる図１中上端が横孔２ａの下端を下限として、筒体４は、その図１中上端となる一端側の側面で横孔２ａの全部を閉塞しないように位置決められるということであり、筒体４は、このように位置決められてピストンロッド２の縦孔２ｂ内に圧入等によって軸方向となる図１中上下方向に移動不能に固定されている。そして、上記範囲の下限である横孔２ａの下端は上記範囲に含まれ、具体的には、筒体４の一端である図１中上端が横孔２ａの下端と面一となる場合も上記範囲に含まれる。なお、本実施の形態の場合、図に示したように、筒体４の一端は横孔２ａの下半分の範囲内に対向して、その側面で横孔２ａの一部を閉塞するようになっており、このようにすることで、横孔２ａが閉塞される面積を小さく設定しておくことができ、減衰バルブにおける作動油通過時の圧力損失の可変幅を大きくできる点で有利となる。
【００２５】
他方の弁体５は、詳しくは図示しないが、ピストンロッド２の上端に設けた送り螺子機構等に接続されて、当該機構を操作することによって筒体４に対して進退するとともに任意の位置に位置決められるようになっている。
【００２６】
また、弁体５は、詳細には、図１中下端となる端部５ｂが環状弁座４ａに離着座する円柱状の本体５ａと、本体５ａの上記端部５ｂから本体５ａと同軸に伸びて筒体４内に挿入可能な弁頭５ｃとを備えており、図示したところでは、弁頭５ｃは、途中で稜線の軸線に対する傾斜角が変化する円錐形状とされており、上記端部５ｂが環状弁座４ａに着座して減衰バルブが閉じた状態では弁頭５ｃの全体が筒体４内に収容されるようになっている。
【００２７】
弁体５をこのように構成して、本体５ａの環状の平面となる端部５ｂを環状弁座４ａに着座することによって減衰バルブを閉じるようにしたので、良好な閉鎖性を得ることができる。なお、本実施の形態においては、弁体５を上記の如く構成しているが、単に環状弁座に着座する部位を円錐状とする単純なポペット型の弁体とすることも可能である。
【００２８】
反対に、弁体５を筒体４に対して後退させて環状弁座４ａから本体５ａを離座させると、図２に示すように、筒体４における環状弁座４ａの内縁と弁体５の弁頭５ｃとの間に環状隙間Ｓが形成されて、減衰バルブはロッド側室１１とピストン側室１２とを連通状態とするとともに、この環状隙間Ｓが絞りとして機能して、当該環状隙間Ｓを通過する作動油の流れに抵抗を与えて環状隙間Ｓの断面積に応じた圧力損失を生じせしめる。なお、この弁頭５ｃの場合、途中で稜線の軸線に対する傾斜角が変化するように設定されているので、弁体５の筒体４に対する軸方向への変位量に対して環状隙間Ｓの断面積の変化率が上記傾斜角変化点を境にして異なるようになっており、特に、高減衰力発生を期待する場合に減衰特性の弁体５の筒体４に対する軸方向への変位量に対する変化量が小さくなるので、高減衰力発生を期待する場合の減衰特性調節が容易となるようになっている。
【００２９】
そして、上述のように減衰バルブが開放状態、つまり、弁体５が筒体４の環状弁座４ａから離座した状態では、流路３が開放されて緩衝器Ｄが伸長行程にあっても圧縮行程にあってもともに作動油の流路３の通過が許容されることになり、当該減衰バルブは伸長行程と圧縮行程の両方において作動油の流れに抵抗を与えて設定された減衰特性を実現するように所定の圧力損失を生じせしめるいわゆる両効きの減衰バルブとして機能する。
【００３０】
また、弁体５における本体５ａの側部には環状溝５ｄが設けられ、この環状溝５ｄに装着されるとともに縦孔２ｂの内周に摺接するリング１６によって、弁体５が縦孔２ｂ内で振れてしまうことが防止され、これにより、常に弁体５が筒体４に対して調心された状態に維持され、弁体５を筒体４に対して進退するたびに減衰バルブの流路３の閉鎖性が不安定となったり、減衰特性が安定しなかったりといった不具合が回避されている。
【００３１】
つづいて、バルブ構造の作用について説明すると、上述のように、筒体４が横孔２ａを閉塞せずに横孔２ａの縦孔２ｂへの連通状態を保ったまま、筒体４の一端が横孔２ａに対向する範囲内に配置されるので、図２に示すように、流路３の途中に本体５ａの外周と縦孔２ｂの内周とで形成される環状隙間Ｔが配置されることが無く、作動油の流れは上記環状隙間Ｔで絞られることが無くなる。
【００３２】
したがって、流路３において一番流路断面積が狭くなるのは、弁体５が筒体４から後退して本体５ａの端部５ｂが環状弁座４ａから離座してできる環状隙間Ｓとなり、環状隙間Ｓが主たる絞りとして機能することになって、作動油の流れは上記環状隙間Ｓによって絞られることになる。
【００３３】
このように、減衰バルブが開弁状態となる場合、流路３の途中に出現する主たる絞りは、環状隙間Ｓのみとなるので、本体５ａの外周と縦孔２ｂの内周とで形成される環状隙間Ｔが当該減衰バルブで生じせしめる圧力損失に影響することが無く、弁体５の環状弁座４ａに対する後退量に依存した圧力損失を実現することができ、狙った通りの圧力損失調整が可能となる。
【００３４】
そして、さらに、減衰バルブが開弁状態となる場合、流路３の途中に出現する主たる絞りは、環状隙間Ｓのみとなるので、作動油通過時に乱流が生じることが無く、減衰バルブがロッド側室１１からピストン側室１２へ向かう作動油の流れのみならず、ピストン側室１２からロッド側室１１へ向かう流れを許容するいわゆる両効きに設定されても、作動油の当該減衰バルブを通過する方向によって圧力損失が著しく異なってしまうことがない。
【００３５】
したがって、このバルブ構造が減衰バルブに具現化する場合には、狙った通りの減衰特性調整が可能となり、緩衝器の伸長行程および圧縮行程の減衰特性が著しく異なってしまうような事態を抑制することが可能となるのである。
【００３６】
また、筒体４が横孔２ａを閉塞せず筒体４の一端を横孔２ａに対向する範囲内に配置することのみで、流路３の途中に出現する主たる絞りが環状隙間Ｓのみとなるので、ピストンロッド２の内径を大きくすることを要しないのでピストンロッド２を大径とする必要が無く、従前のピストンロッド径を維持しつつ、不具合のみを解消することができるという利点もある。
【００３７】
以上で、本発明の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ことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態におけるバルブ構造が具現化した閉弁状態の緩衝器の減衰バルブの縦断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるバルブ構造が具現化した開弁状態の緩衝器の減衰バルブの縦断面図である。
【図３】従来のバルブ構造が具現化した緩衝器の減衰バルブの縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
Ｄ  緩衝器
１  ピストン
１ａ  挿通孔
１ｂ，１ｃ  ポート
２  ピストンロッド
２ａ  横孔
２ｂ  縦孔
２ｃ  先端部
３  流路
４  筒体
４ａ  環状弁座
５  弁体
５ａ  本体
５ｂ  本体の端部
５ｃ  弁頭
５ｄ  環状溝
１０  シリンダ
１１  ロッド側室
１２  ピストン側室
１３，１４  積層リーフバルブ
１５  ピストンナット
１６  リング
Ｓ，Ｔ  環状隙間
【図１】
2008128425.tif 000003
【図２】
2008128425.tif 000004
【図３】
2008128425.tif 000005