(57)【要約】【課題】  バルブ開閉時の衝撃および打撃音を緩和することである。【解決手段】  弁座３と、該弁座３に附勢されて着座する弁体５とを備えたバルブＶ１において、弁体５が弁座３に当接する時の衝撃を緩和するクッション機構Ａ１を設けることにより、バルブＶ１の開閉時の衝撃を緩和するとともに、打撃音を緩和することとした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座と、該弁座に附勢されて着座する弁体とを備えたバルブにおいて、弁体が弁座に当接する時の衝撃を緩和するクッション機構を設けたことを特徴とするバルブ。
【請求項２】
クッション機構が、弁体の弁座方向への移動に伴い収縮する部屋と、部屋の内外を連通し所定の流路抵抗に設定される通路とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
クッション機構が、部屋外から部屋内への流体の流れを許容し部屋内から部屋外への流体の流れを阻止する逆止弁を備えたことを特徴とする請求項２に記載のバルブ。
【請求項４】
通路の途中に弁体の移動を減衰する減衰力発生要素を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載のバルブ。
【請求項５】
部屋が、凹部と弁体に連なり該凹部内に摺動自在に挿入されるピストン部とで、隔成されることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のバルブ。
【請求項６】
部屋が、少なくとも弁体が弁座に着座する状態で弁体に当接する弾性部材で隔成されることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のバルブ。
【請求項７】
部屋が、弁体に設けた凹部と、該凹部を閉塞する弾性部材とで、隔成されることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のバルブ。
【請求項８】
部屋内に当該弾性部材を弁体方向に附勢する附勢手段を設けたことを特徴とする請求項６に記載のバルブ。
【請求項９】
部屋内に弾性部材を凹部から突出する方向に附勢する附勢手段を設けたこと特徴とする請求項７に記載のバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバルブの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種バルブとしては、たとえば、弁座と、弁体と、弁体を弁座方向に向けて附勢するバネを設けたポペット弁等が知られている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００３】
即ち、このバルブは、図５に示すように、環状の弁座４０が設けられる中空なバルブボディ４１と、バネ４２で閉じ方向に附勢されながら開閉自在に設けた弁体４３とからなっている。
【非特許文献１】（社）日本油空圧学会編，新版油空圧便覧，第１版，株式会社オーム社，１９８９年２月２５日，４５３頁図４．３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年上記バルブが適用される油圧緩衝器の高速化の要求が増し、これに対応するために、バネに抗して弁体をスムースに開いて速やかに大流量の油を吸込ませるようにポートの開口面積を大きくしているものがある。
【０００５】
これにともない、バルブの開口面積を大きくする必要性があるので、必然的に弁体も大きくなり、このバルブが閉じるとき、すなわち、弁体が弁座に着座するときには、衝撃が大きくなるとともに打撃音も大きくなる不具合がある。
【０００６】
そして、特にこのバルブが構造物の制振用油圧緩衝器に適用される場合には、上記衝撃と打撃音は、構造物内にいる人間に違和感を与えることとなる。
【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、バルブ開閉時の衝撃および打撃音を緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため本発明の手段は、弁座と、該弁座に附勢されて着座する弁体とを備えたバルブにおいて、弁体が弁座に当接する時の衝撃を緩和するクッション機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クッション機構を設けたので、弁体が弁座に着座するときには、弁体の移動速度が緩和されるので、弁体の弁座への着座時の衝撃が緩和されるとともに、当該衝撃緩和により、打撃音も緩和されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図示した各実施の形態にもとづいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態におけるバルブの縦断面図である。図２は、第２の実施の形態におけるバルブの縦断面図である。図３は、第３の実施の形態におけるバルブの縦断面図である。図４は、第３の実施の形態におけるバルブの一部拡大縦断面図である。なお、いずれの実施の形態におけるバルブも油圧緩衝器のベースバルブ部に具現化されているが、本発明にかかるバルブは、他の機器に適用することが可能である。
【００１１】
本発明の第１の実施の形態におけるバルブＶ１は、図１に示すように、油圧緩衝器Ｄのベースバルブ部に具現化されており、基本的には、バルブボディ１に設けた環状の弁座３と、弁座３に離着座自在に設けた弁体５と、弁体５を弁座３に向けて附勢する附勢手段たるバネ６と、クッション機構Ａ１とで構成されている。
【００１２】
以下、詳細に説明すると、バルブボディ１は、有底筒状のバルブボディ本体１ａと、バルブボディ本体１ａの底部軸心部に設けられたガイド筒７と、同じく底部であってガイド筒７の外周側に穿設された複数のポート４とで構成され、バルブボディ本体１ａの開口端内周側には、環状の弁座３が形成されている。
【００１３】
このバルブボディ本体１ａは、油圧緩衝器Ｄのシリンダ１０の内周に固定されており、上記バルブボディ１によりシリンダ１０内は、液室Ｒ１と液室Ｒ２とに区画されるとともに、各ポート４により上記液室Ｒ１と液室Ｒ２とが連通されている。
【００１４】
また、弁体５は、皿状に形成され、その軸心部にはガイドロッド８が連設されている。そして、ガイドロッド８は、上記ガイド筒７内に移動自在に挿入されるとともに、同じくガイド筒７内であってガイドロッド８の外周側に挿入され、かつ、ガイド筒７の内周側に形成の段部７ａとガイドロッド８の中間部に設けた環状のストッパ９との間に介装されるバネ６で図１中下方に附勢され、これにより、弁体５は、バルブボディ１に形成の弁座３に着座して、各ポート４による液室Ｒ１と液室Ｒ２との連通が断たれて、バルブＶ１は通常閉じ状態とされている。
【００１５】
他方、クッション機構Ａ１は、ガイドロッド８の先端と油圧緩衝器Ｄのシリンダ１０端部に結合されたボトム部材１１の軸心部に形成の凹部１２とで隔成される部屋１３と、部屋１３の内外を連通する通路１４と、通路１４の途中に設けた減衰力発生要素たる絞り１５と、部屋１３外から部屋１３内への流体たる作動油の流れを許容し部屋１３内から部屋１３外への流体たる作動油の流れを阻止する逆止弁１６とで構成されている。
【００１６】
上述の凹部１２は、ボトム部材１１の軸心部に設けられた凸部１７に穴を設けて形成されており、この凹部１２内にはガイドロッド８の先端が摺動自在に挿入され、ガイドロッド８の図１中上下移動により、部屋１３は膨縮するようになっており、弁体５が弁座３に着座する方向に移動する、すなわち、ガイドロッド８が図１中下方へ移動するときには部屋１３は収縮するように設定されている。したがって、このガイドロッド８の先端は、部屋１３に対してピストン部として作用することとなる。
【００１７】
さらに、凸部１７の側部には通路１４および他の通路１８が設けられており、これにより凹部１２内は、液室Ｒ２と連通され、通路１４の途中に上記絞り１５が、他の通路１８の途中には逆止弁１６が設けられている。なお、本実施の形態においては、主として絞り１５を設けることにより通路１４が所定の流路抵抗を備えるようにしているが、絞り１５を設ける換わりに、通路１４を極小径のポートとして形成して通路１４に所定の流路抵抗を備えさせてもよい。なお、上記した所定の流路抵抗は、上記弁体５の弁座３への着座時の衝撃の緩和を目的とするものであって、バルブＶ１が適用される機器に最適となるように設定されればよい。
【００１８】
また、ピストン部たるガイドロッド８の先端、つまり、図１中下端は、テーパ部８ａが設けてあり、弁体５が弁座３に着座した状態で、すなわち、部屋１３が最収縮状態で、ガイドロッド８の側面が上記通路１４および他の通路１８を塞ぐことが無いようになっている。
【００１９】
したがって、部屋１３が最収縮状態、すなわち、弁体５が弁座３に着座する状態で、オイルロック状態となることが回避されており、弁体５が弁座３に着座し得ない事態となることが防止されている。
【００２０】
さてこのように構成されたバルブＶ１は、液室Ｒ１内の圧力が上昇する場面にあっては閉じ状態を維持するとともに、他方、液室Ｒ１内の圧力が下降して液室Ｒ２内の圧力より小さくなりその圧力差がバルブＶ１のクラッキング圧に達すると、バネ６の附勢力に抗して、弁体５が図１中上方に移動して弁座３から離座し、各ポート４を開放して液室Ｒ１と液室Ｒ２とが連通する開状態となる、いわゆる、チェック弁として機能する。
【００２１】
そして、バルブＶ１が開状態から閉じ状態へ移行するとき、つまり、弁体５が弁座３方向へ移動するときには、ガイドロッド８により部屋１３が収縮せしめられる。すると、部屋１３内の作動油は、液室Ｒ２へ押し出されるが、絞り１５によりガイドロッド８の図１中下方への移動が減衰されることとなる。
【００２２】
これにより、弁体５が弁座３に着座するときには、弁体５の移動速度が緩和されるので、弁体５の弁座３への着座時の衝撃が緩和されるとともに、当該衝撃緩和により、打撃音も緩和されることとなる。
【００２３】
したがって、このバルブＶ１が制振用油圧緩衝器に適用される場合には、構造物内にいる人間に違和感を与えることが無いので、本発明のバルブＶ１は、特に制振用油圧緩衝器に最適となるばかりでなく、衝撃が緩和されるので、バルブＶ１のいたずらな損傷、劣化が防止され、バルブＶ１の長寿命化が可能となる。
【００２４】
反対に、バルブＶ１が閉じ状態から開状態へ移行するとき、つまり、弁体５が弁座３から離座するときには、ガイドロッド８により部屋１３が膨張せしめられる。すると、液室Ｒ２内の作動油は逆止弁１６を介して部屋１３内に流入する。このとき、作動油が逆止弁１６を介して部屋１３内に速やかに流入するので、ガイドロッド８の図１中上方への移動は妨げられることが無く、バルブＶ１は開き遅れを生じることが無い。つまり、逆止弁１６が無くても、部屋１３内には通路１４を介して作動油が流入するので、バルブＶ１は機能することができるが、開き遅れが生じることとなるので、逆止弁１６により開き遅れが防止されるのである。
【００２５】
ところで、上述したところでは、通路１４および他の通路１８は、ボトム部材１１に形成の凸部１７の側部に形成されているが、凹部１２の底部とボトム部材１１の図１中上端とを連通するように形成してもよい。この場合には、オイルロックの危険が無いので、ピストン部たるガイドロッド８の先端にテーパ部８ａを設ける必要は無い。さらに、通路１４に関しては、上述のようにその途中に絞り１５を設けるとしているが、たとえば、凹部１２の側部に一定の深さの溝を形成して通路１４としたり、凹部１２の側部に図１中下方に向けて浅くなる楔状の溝を形成してこれを通路１４としてガイドロッド８の凹部１２への侵入に応じて徐々に通路１４の流路面積が減少するようにしたりしてガイドロッド８ひいては弁体５の移動を減衰するとしてもよい。
【００２６】
また、バルブＶ１が最大限開いた状態でピストン部たるガイドロッド８の先端が凹部１２から完全に退出するとされてもよい。
【００２７】
さらに、クッション機構Ａ１は、図示および説明したところでは、ボトム部材１１の軸芯部に設けられているが、たとえば、バルブボディ本体１ａ底部に凹部を設けるとともに、弁体５の図１中下面にピストン部を設ける、すなわち、バルブボディ本体１ａと弁体５との間に設けるなど、任意の位置に設けるとされてもよいが、ピストン部をガイドロッド８の先端としボトム部材１１に設けた凹部１２で部屋１３を隔成するほうがクッション機構Ａ１を堅牢かつ簡単に構成することができ、加工上も有利となる。
【００２８】
また、本実施の形態においては、ガイド筒７の図１中下端側は何等支持されていない状態であるが、通路１４および他の通路１８を閉塞することが無いようにしておけば、ボトム部材１１の凸部１７の図１中上端外周側にガイド筒７の内周側を嵌合しておいてもよい。
【００２９】
つづいて、第２の実施の形態におけるバルブＶ２について説明する。このバルブＶ２は、図２に示すように、やはり、油圧緩衝器Ｄのベースバルブ部に具現化されている。なお、以下各実施の形態の説明に当り、第１の実施の形態と同様の部材については、同様の符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略することとする。
【００３０】
バルブＶ２は、バルブボディ１に設けた環状の弁座３と、弁座３に離着座自在に設けた弁体５と、弁体５の背部に設けた附勢手段たるバネ６と、クッション機構Ａ２とで構成されている。
【００３１】
したがって、第２の実施の形態におけるバルブＶ２の第１の実施の形態におけるバルブＶ１と異なる部分は、クッション機構Ａ２であり、以下、このクッション機構Ａ２について詳細に説明する。
【００３２】
このクッション機構Ａ２は、油圧緩衝器Ｄのシリンダ１０端部に連結されたボトム部材１１の軸心部に形成の凹部２２と凹部２２内に移動自在に挿入されて凹部２２の開口端を閉塞するキャップ状の弾性部材２０とで隔成される部屋２１と、部屋２１内に介装されて弾性部材２０を凹部２２から突出する方向に附勢する附勢手段たるバネ２４と、部屋２１の内外を連通する通路１４と、通路１４の途中に設けた減衰力発生要素たる絞り１５と、部屋２１外から部屋２１内への流体たる作動油の流れを許容し部屋２１内から部屋２１外への流体たる作動油の流れを阻止する逆止弁１６とで構成されている。
【００３３】
また、弾性部材２０は、上記したようにバネ２４で附勢されているので、常にガイドロッド８の先端に当接しており、凹部２２から脱落することが防止されている。
【００３４】
そして、このバルブＶ２が開状態から閉じ状態へ移行するとき、つまり、弁体５が弁座３方向へ移動するときには、ガイドロッド８により弾性部材２０を変形させつつ図２中下方に押し下げるので部屋２１が収縮せしめられる。すると、部屋２１内の作動油は、液室Ｒ２へ押し出されるが、絞り１５および弾性部材２０の変形によりガイドロッド８の図２中下方への移動が減衰されることとなる。
【００３５】
これにより、弁体５が弁座３に着座するときには、弁体５の移動速度が緩和されるので、弁体５の弁座３への着座時の衝撃が緩和されるとともに、当該衝撃緩和により、打撃音も緩和されることとなる。
【００３６】
反対に、バルブＶ２が閉じ状態から開状態へ移行するとき、つまり、弁体５が弁座３から離座するときには、ガイドロッド８が図２中上方に移動するので、これに伴い、弾性部材２０は、バネ２４により図２中上方に移動せしめられ、部屋２２が膨張せしめられる。すると、液室Ｒ２内の作動油は逆止弁１６を介して部屋２１内に流入する。このとき、作動油が逆止弁１６を介して部屋２１内に速やかに流入するので、弾性部材２０の図２中上方への移動は妨げられることが無い。すなわち、バルブＶ２の開閉動作周波数が高くなっても、弾性部材２０にガイドロッド８の上下動作に追随させることが可能であり、ガイドロッド８の動きに対し弾性部材２０が図２中下方に取り残されて部屋２１が収縮した状態のままとなることはなく、確実に、弁体５の弁座３への着座時の衝撃および打撃音を緩和することが可能である。なお、この第２の実施の形態においては、ガイドロッド８が部屋２１を隔成するピストン部としては機能することはなく、ガイドロッド８の図２中上方への移動は何等妨げられることはないので、バルブＶ２は開き遅れを生じることはない。
【００３７】
したがって、第２の実施の形態におけるバルブＶ２にあっては、第１の実施の形態におけるバルブＶ１と同様の作用効果を奏することとなるが、加えて、当該バルブＶ２にあっては、弾性部材２０の変形によっても衝撃が緩和されるので、第１の実施の形態におけるバルブＶ１より一層の衝撃の緩和および打撃音の緩和が可能となる。
【００３８】
また、さらに、このバルブＶ２にあっては、弾性部材２０を附勢する附勢手段たるバネ２４を設けているので、特に、このバルブＶ２が、図２に示すような配置で使用される場合には、弁体５およびガイドロッド８の重量をキャンセルする作用をも奏するから、バルブＶ２を大型化しても上記重量をキャンセルして弁体５が開きやすくなり、バルブＶ２の作動油の吸込み性を向上でき、油圧緩衝器のピストン速度の高速化に対応できる。この為、油圧緩衝器を垂直に取付けても上記重量の悪影響を受けなくてすみ、油圧緩衝器ひいてはこのバルブＶ２が適用される機器の応答性の向上を図ることができる。
【００３９】
なお、上述したところでは、弾性部材２０を凹部２２内に移動自在に挿入してあるが、部屋２１が膨縮可能であれば弾性部材２０を凹部２２に固定してもよく、また、弾性部材２０に充分なバネ性を持たせることができれば、バネ２４を省略するとしてもよい。
【００４０】
最後に、第３の実施の形態におけるバルブＶ３について説明する。このバルブＶ３は、図３および図４に示すように、第２の実施の形態におけるクッション機構Ａ２の構成を第１の実施の形態のガイドロッドの先端に設けたものであり、やはり、油圧緩衝器Ｄのベースバルブ部に具現化されている。
【００４１】
すなわち、第３の実施の形態におけるバルブＶ３の弁体５に連設されるガイドロッド２６の先端には、凹部２７が設けられ、さらに、この凹部２７内には移動自在に凹部２２の開口端を閉塞するキャップ状の弾性部材２８が挿入されて、この凹部２７および弾性部材２８とで隔成される部屋２９が隔成されている。そして、この部屋２９内には弾性部材２８を凹部２７から突出する方向に附勢する附勢手段たるバネ２４が介装されている。さらに、ガイドロッド２６には、部屋２９の内外を連通する通路３０と、通路３０の途中に設けた減衰力発生要素たる絞り１５と、部屋２９外から部屋２９内への流体たる作動油の流れを許容し部屋２９内から部屋２９外への流体たる作動油の流れを阻止する逆止弁３１とがもうけられている。
【００４２】
また、弾性部材２８は、この実施の形態の場合、図３中下端がボトム部材３２の底面に当接させてあり、ガイドロッド２６が図３中上下移動、すなわち、バルブＶ３が開閉動作しても、凹部２７から脱落することが防止されている。
【００４３】
そして、このバルブＶ３が開状態から閉じ状態へ移行するとき、つまり、弁体５が弁座３方向へ移動するときには、ガイドロッド２６が図３中下方に移動することにより、弾性部材２８がボトム部材３２に押し付けられ、弾性部材２８は変形させられつつ図３中凹部２７側に押し込められるので部屋２９が収縮せしめられる。すると、部屋２９内の作動油は、液室Ｒ２へ押し出されるが、絞り１５および弾性部材２８の変形によりガイドロッド２６の図３中下方への移動が減衰されることとなる。
【００４４】
これにより、弁体５が弁座３に着座するときには、弁体５の移動速度が緩和されるので、弁体５の弁座３への着座時の衝撃が緩和されるとともに、当該衝撃緩和により、打撃音も緩和されることとなる。
【００４５】
反対に、バルブＶ３が閉じ状態から開状態へ移行するとき、つまり、弁体５が弁座３から離座するときには、ガイドロッド２６が図３中上方に移動するので、これに伴い、弾性部材２８は、バネ２４により凹部２７に対して図３中下方に移動せしめられ、部屋２９が膨張せしめられる。すると、液室Ｒ２内の作動油は逆止弁１６を介して部屋２９内に流入する。このとき、作動油が逆止弁１６を介して部屋２９内に速やかに流入するので、弾性部材２８の図３中上方への移動は妨げられることが無い。すなわち、バルブＶ２同様に、確実に、弁体５の弁座３への着座時の衝撃および打撃音を緩和することが可能である。なお、この第３の実施の形態においても、ガイドロッド２６の図３中上方への移動を妨げるものは無いので、バルブＶ３の開き遅れを生じることはない。
【００４６】
したがって、第３の実施の形態におけるバルブＶ３にあっては、弁体５およびガイドロッド２６等の重量をキャンセルすることを含めて第２の実施の形態におけるバルブＶ２と同様の作用効果を奏することとなる。
【００４７】
なお、上述したところでは、弾性部材２８を凹部２７内に移動自在に挿入してあるが、部屋２９が膨縮可能であれば弾性部材２８を凹部２７に固定してもよく、また、弾性部材２９に充分なバネ性を持たせることができれば、バネ２４を省略するとしてもよいことは第２の実施の形態と同様である。
【００４８】
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】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるバルブの縦断面図である。
【図２】第２の実施の形態におけるバルブの縦断面図である。
【図３】第３の実施の形態におけるバルブの縦断面図である。
【図４】第３の実施の形態におけるバルブの一部拡大縦断面図である。
【図５】従来のバルブの概念図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    バルブボディ
１ａ  バルブボディ本体
３    弁座
４    ポート
５    弁体
６    附勢手段たるバネ
７    ガイド筒
７ａ  段部
８，２６  ガイドロッド
８ａ  テーパ部
９    ストッパ
１０  シリンダ
１１，３２  ボトム部材
１２，２２，２７  凹部
１３，２１，２９  部屋
１４，３０  通路
１５  減衰力発生要素たる絞り
１６，３１  逆止弁
１７  凸部
１８  他の通路
２０，２８  弾性部材
２４  附勢手段たるバネ
Ａ１，Ａ２  クッション機構
Ｄ    油圧緩衝器
Ｒ１，Ｒ２  液室
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３  バルブ
【図１】
2005351318.tif 000003
【図２】
2005351318.tif 000004
【図３】
2005351318.tif 000005
【図４】
2005351318.tif 000006
【図５】
2005351318.tif 000007